科学网

 找回密码
  注册

tag 标签: 蝙蝠

相关帖子

版块 作者 回复/查看 最后发表

没有相关内容

相关日志

[转载]研究揭示蝙蝠为何那么“毒”,哺乳动物或携带32万种未知病
qujiangwen 2013-9-6 09:22
研究揭示蝙蝠为何那么“毒” ​ 和其他种类蝙蝠一样,埃及果蝠总是成群出现,这可以在一定程度上解释为何它们是埃博拉病毒和一些其他病毒的宿主。 图片来源:OCEAN/CORBIS 主要问题是,蝙蝠栖息地正在被破坏,它们越来越多地被迫生活在接近人类住所的树上。 近日关于中东一种致命新病毒起源于蝙蝠的研究引发了人们对一个持久谜团的重新关注:蝙蝠到底哪里有问题? 病毒暴发 一系列可怕的人类疾病——包括尼帕病毒、亨德拉病毒、严重急性呼吸系统综合征(SARS)病毒和现在的中东呼吸系统综合征(MERS)病毒——都来自于蝙蝠。这种哺乳动物是不是有什么特别的地方,使其变成了病原体的飞行储存库? “这是一个非常有价值的问题。”美国纽约生态健康联盟的兽医流行病学家Jonathan Epstein说。在近日发表于《新发传染病》杂志的论文中,他从沙特阿拉伯的蝙蝠中收集了样本。德国柏林莱布尼茨研究所的兽医病理学家Gudrun Wibbelt对这一课题很有兴趣,她开玩笑说:“现在的情况是,你在论文中加入一句‘蝙蝠是特殊的吗?’论文就会得以发表。” 一些科学家确实认为蝙蝠是特殊的;他们已经调用蝙蝠免疫系统中的冬眠和回声定位信息来解释翼手目类蝙蝠为何比其他种类更具威胁性。不过其他研究人员认为并不需要对蝙蝠数量和生活方式之外的因素进行解释。 病毒外溢 最新的发现并未带来一个大惊喜。科学家已经怀疑,MERS冠状病毒来自于蝙蝠,因为他们在其他蝙蝠物种中发现了一些密切相关的病毒。哥伦比亚大学病毒学家Ian Lipkin带领的研究团队发表的这篇新论文,报告了西氏墓蝠粪便的RNA片段与MERS病毒精确吻合。他们并未发现病毒,而该片段只含有182个核苷酸——不过这使得该物种成为MERS病毒库的头号嫌疑犯。 这只是不断增长的研究名单中的最新一例。在60年前,人们就已经知道蝙蝠携带着狂犬病毒,但是在过去的20年里,很多新疾病也能追根溯源到蝙蝠身上。亨德拉病毒于1994年首先出现在澳大利亚的马群和与其接触的人中,后来发现其起源于果蝠;随后它大规模暴发,又造成至少4人死亡。追踪该病毒的一个监控程序后来又发现了另一个致命病原体——澳大利亚蝙蝠狂犬病毒。 1998年,新兴的尼帕病毒在马来西亚由蝙蝠转移到猪体内,并最终进入人体,引起100多人死亡。而在2002年和2003年引起775人死亡的SARS病毒被发现于中国的菊头蝠体内。多项调查也指出,蝙蝠是埃博拉和马尔堡病毒以及一大堆其他病毒的自然宿主。 这些病毒分别来自不同的家族。SARS和MERS是冠状病毒;狂犬病毒、杜文海格病毒和蝙蝠狂犬病毒属于棒状病毒家族;而尼帕病毒和亨德拉病毒是副粘病毒。然而,他们确实拥有一些共性:通常是RNA病毒,在细胞核外进行复制,而且似乎会在人类中造成高死亡率。其感染途径有所差异:咬伤可以传播狂犬病,不过更常见的是蝙蝠粪便将病毒传染给更接近人类的中间宿主。 Epstein称,频繁的病毒外溢在很大程度上可能是一个数字游戏。蝙蝠有超过1300个种类——约占所有哺乳动物的1/5,因此它引起的疾病占新发疾病的很大部分,这“并不令人惊讶”。 多因素作用 然而,新的数字表明统计结果并不能带来完整的解释。今年早些时候,科罗拉多州立大学的生物学家Angela Luis发表了一项分析,他将蝙蝠和另一个数量巨大的哺乳动物物种——啮齿动物进行比较。通过筛选文献,Luis和她的同事确认啮齿动物体内有68种病毒也可以引起人类疾病,而在蝙蝠中只有61种病毒。不过蝙蝠的种类是啮齿动物的两倍,因此相对来说,蝙蝠似乎是新发传染病更密切的来源。 Epstein称,尽管和其他动物相比,蝙蝠引发了更多的人畜共患病,但这并不意味着它们有什么生理问题。除了南极洲外,蝙蝠存在于每一个大洲,其中一些物种会迁徙数百英里;在栖息于山洞中时,物种之间也会混合。因此,它们可能会比其他哺乳动物接触到更多病毒。一些种类的蝙蝠会以数以千计甚至数以百万计的数量聚集栖息,从而成为了病毒的圣地。 还有其他的因素:蝙蝠长寿——其中一些能活40年,当其持续感染病毒时,便有更高机会传播病毒。最早的蝙蝠可能要追溯到5000万年前,因此和它们共同进化的病毒可能会使用非常古老、保守的受体来进入细胞,这可能会使其更容易跳转至其他哺乳动物物种中。另一种猜想认为,冬眠会使动物更容易受到感染,不过Luis在她的分析中却有相反的发现:冬眠物种的病毒要稍微少一些。一些科学家甚至猜测,回声定位的产生——通过口或者鼻完成——创造了帮助传播病毒的飞沫。 带领澳大利亚动物卫生实验室“蝙蝠群”研究团队的Linfa Wang认为,蝙蝠的数量和行为不能解释全部问题。“我们认为蝙蝠中发生了非常不寻常的事情。”他认为答案藏在蝙蝠的免疫系统中。大多数病毒被健康的蝙蝠所孤立,研究人员推测,蝙蝠可能有足够的能力在长期成为病毒宿主的情况下,很少出现或根本没有症状。 其他科学家并不这么认为。曾经解剖过上百只死蝙蝠的Wibbelt称,很多蝙蝠可能都死于致命的感染。她认为,人们对蝙蝠免疫系统所知甚少,争论的大部分内容都只是猜测。“我们知道了关于蝙蝠免疫的一些新东西,但这是在以令人沮丧的缓慢速度下进行的。”普林斯顿大学感染性疾病生态学家Andrew Dobson说道。一个难题是蝙蝠并不易于研究且很多物种濒危,而实验室养殖又很难开展。 不少生态学家认为,蝙蝠发生致命病毒外溢的最大因素是它们与人类邻近。例如,与MERS相联系的墓蝠经常栖息于古老、被遗弃的建筑物种。Epstein说,人们在铲除一些感染了其粪便的土壤或灰尘时吸入它,可能就会被感染。由于人们不断侵入蝙蝠的栖息地,这样的相互作用越来越普遍。“主要的生态问题是,蝙蝠栖息地正在被破坏,它们越来越多地被迫生活在接近人类住所的果树和遮荫树上。”Dobson称。(来源:中国科学报 张冬冬) http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2013951024467530224.shtm 原文见: Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus in Bats, Saudi Arabia http://wwwnc.cdc.gov/eid/article/19/11/13-1172_article.htm 哺乳动物或携带32万种未知病毒 该研究有助识别新病毒及开发相应疫苗药物 本报讯 大量的动物病毒在人类中导致了毁灭性的疾病。然而,大自然中可能还有更多的“存货”。在一项新的研究中,美国研究人员估计,仅在哺乳动物中就可能潜伏着超过32万种未知的病毒。如果其中的一种感染给人类,则有可能引发下一场流行病大暴发。并未参与该项研究的病毒学家、Metabiota公司(与美国政府及医疗卫生机构合作追踪疾病暴发的一家公司)的创始人兼首席执行官(CEO)Nathan Wolfe表示:“这篇论文使我们知道了那里到底有什么。” 科学家估计,大约2/3的新发传染病都起源于野生动物,例如鸟类、蝙蝠、灵长类动物和啮齿动物。随着被怀疑是许多致命病毒(例如埃博拉病毒、严重急性呼吸系统综合征(SARS)病毒和尼帕病毒)的宿主,蝙蝠在最近可谓出尽了风头。一些科学家认为,蝙蝠的免疫系统或许使它们特别容易将病原体传染给人类。 为了评估到底有多少病毒潜伏在野生哺乳动物体内,来自哥伦比亚大学和生态健康联盟(位于纽约的一家环保组织)的研究人员对孟加拉国的果蝠进行了研究。果蝠是体形最大的飞行哺乳动物,翼展可达1.8米。从2006年到2010年,研究人员捕获了几百只大蝙蝠,并在释放它们之前采集了尿液、粪便样本以及咽喉拭子。研究人员随后挑出了他们能找到的属于9个病毒家族——包括冠状病毒、疱疹病毒以及甲型流感病毒——的所有病毒序列。论文作者之一、哥伦比亚大学病毒学家Simon Anthony表示,之所以选择这些病毒家族是因为它们已知包含了人类病原体,同时有可能在这些家族中发现新的病毒。研究人员一共发现了55种病毒,其中有50种病毒是之前从未知道的——包括10种与尼帕病毒处于同一家族的病毒,后者从1999年开始,曾在南亚地区多次暴发。 为了评估这些取样可能漏掉了多少种病毒,研究人员转而采用了生态学家最初设计用来评估老虎种群数量的统计学方法。结果显示,在果蝠中,可能有3种病毒被遗漏了。如果其他5486种已知的哺乳动物每一种都携带了类似数量的病毒,并假设每个物种的病毒都是独一无二的,这将意味着一共约有32万种病毒。研究人员在9月3日出版的《微生物学》杂志上报告了这一研究成果。“这实际上比我想象的少得多。”这篇论文的作者之一、生态健康联盟的Peter Daszak说,“发现所有的病毒是一项巨大的挑战,但我们可能在未来20年内实现这一目标。” Wolfe指出,与论文的结论相比,实际的病毒数量可能更多。他说:“肯定还有许多至今未知的病毒家族。”Wolfe同时赞扬了这项研究所采用的生态学模型:“因为从根本上说,这些都是生态问题。我认为我们进入了病毒研究的新时代。” Daszak指出,鉴别出哺乳动物体内的所有病毒将对科学家和流行病学家产生巨大帮助。一旦一种动物病毒开始在人类中传播,研究人员便能够用新的序列迅速确定其源头。他说,在实验室中,研究人员通过对新发现的病毒进行研究,从而能够搞清它们是如何“跳”到人类身上的,并以此为基础准备疫苗或药物。Daszak说:“这是终结流行病的开始。” 然而德国柏林市Robert Koch研究所的Fabian Leendertz对此表示怀疑。他称该发现“非常令人激动”,但如果想要发现所有的病毒,则还有很多的工作要做。“(他们)仅仅描述一个数字,而并没有告诉我们谁会成为下一个杀手。” 研究人员对果蝠的实地调查及检测等共花费120万美元。他们据此估计,要弄清楚哺乳动物的所有未知病毒数量可能需要63亿美元。据测算,其中部分病毒极难被发现,其比例约占15%,分离并确认这些病毒花费甚大。但如果只侧重寻找其余85%的病毒,那么只需14亿美元。 Anthony说,与这些费用相比,十多年前非典型肺炎疫情带来的经济损失可能高达140亿美元。“我们并不是说这样做一定能阻止又一次类似疫情,但探索全球病毒多样性将有助于更好的监控与更快速的检测,从而减轻疫情 。”(赵熙熙) http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2013/9/277488.shtm
个人分类: 新发传染病|2094 次阅读|0 个评论
新发现的蝙蝠狂犬病毒
热度 8 yanjx45 2013-6-14 16:10
最新最全狂犬病毒分类和系统进化关系分析 1996 年在早已消灭了狂犬病的澳洲发现一种新型蝙蝠狂犬病毒,分类为基因7型狂犬病毒。此后,在全球范围内总共又发现了6种新的蝙蝠狂犬病毒。由于新狂犬病毒检出的概率很低(有的多年来仅获得唯一的一个样品,再也未能找到第二个),所以相关研究进展较慢。 现有的 7 种基因型狂犬病毒: 基因型 中文名称 英文名 简称 GT 1 狂犬病毒 rabies virus RABV GT 2 拉各斯蝙蝠病毒 Lagos bat virus LBV GT 3 莫科拉病毒 Mokola virus MOKV GT 4 杜文黑基病毒 Duvenhage virus DUVV GT 5 欧洲蝙蝠狂犬病病毒 1 型 European bat lyssavirus type 1 EBLV-1 GT 6 欧洲蝙蝠狂犬病病毒 2 型 European bat lyssavirus type 2 EBLV-2 GT 7 澳大利亚蝙蝠狂犬病病毒 ; Australian bat lyssavirus ABLV 7 种基因型狂犬病毒的系统进化树(示意图): 从图中可见,基因 2 型和 3 型病毒与其他 5 种基因型的亲缘关系较远,它们被归类为 遗传谱系 I I 。而其他 5 种基因型的病毒都归类为 遗传谱系 I 。 推测目前广泛使用的针对遗传谱系 I 中的 基因 1 型 狂犬病毒的疫苗对 遗传谱系 I I 的病毒的保护效力可能较差。 暂定或待定基因型的 6 种新发现的蝙蝠狂犬病毒(按发现年代次序排列) : 基因型 名称 英文名 简称 GT 6 阿拉万病毒 Aravan virus ARAV GT 6 苦盏病毒 Khujand virus KHUV GT 4 伊尔库特病毒 Irkut virus IRKV GT  ?? (遗传谱系 I I I  ?) 西高加索蝙蝠病毒 West Caucasian Bat virus WCBV GT  ? (遗传谱系 I I  ?) 希莫尼蝙蝠病毒 Shimoni bat virus SHIBV GT 6 波克罗蝙蝠病毒 Bokeloh bat virus BBLV 6种新发现的狂犬病毒与 现有的7种基因型狂犬病毒的 系统进化关系(示意图 ): 西高加索蝙蝠病毒 (WCBV) 是系统进化树中与其他基因型病毒差异最大的已知狂犬病病毒,与 基因 2 型和 3 型 也只有有限的相关性。有人建议将它归类为 遗传谱系 I I I 。 但也有资料证明,根据基因序列所作的 系统进化分析 所得出的结果与 免疫学交叉反应 的结果有时并不一致,例如针对 西高加索蝙蝠病毒 的抗体也表现出对 基因 1 型病毒 的中和活性。 所以还需要有更充分的实验数据来阐明不同基因型狂犬病毒之间的抗原交叉保护作用。 在中国蝙蝠传播狂犬病的风险极低 所有上述新型狂犬病毒基本上都是在其他国家或地区分离到的, 中国 仅在今年报告在东北吉林分离到 伊尔库特病毒 , 该病毒属于遗传谱系 I 的基因 4 型,即现有狂犬病疫苗对这种病毒是非常有效的。 目前在中国尚未发现现有疫苗可能效果较差的新型狂犬病毒。 中国迄今尚无蝙蝠狂犬病毒感染人类的直接充足证据。 目前全球由于生态环境遭到破坏,约有一半的蝙蝠种类处于濒危或高危状态。根据现有资料,目前在全世界因蝙蝠而引发狂犬病的概率很小,每年因蝙蝠咬伤而引发狂犬病的总人数仅在个位数。 在中国,特别是在人口稠密的东部和中部广大地区,蝙蝠的生存空间越来越小,数量急剧下降,发生蝙蝠伤人事件的概率已微乎其微。 尽管 携带狂犬病毒的蝙蝠所占的比例很小 ,但蝙蝠毕竟存在传播疾病的可能性,所以我们 应当尽量避免与蝙蝠直接接触 。万一担心暴露于蝙蝠后可能感染狂犬病, 及时彻底清洗伤口可显著降低发病率 , 接种当前的人用狂犬病疫苗在绝大多数情况下是有效的。
个人分类: 狂犬病防治|34467 次阅读|21 个评论
为什么人类狂犬病的预后如此不理想?
热度 3 yanjx45 2013-5-28 11:48
以下为加拿大阿兰 C 杰克逊 ( Alan C. Jackson )教授最新评论文章 《 人类狂犬病治疗的现状和未来》 第 4 节的译文。 4. 为什么人类狂犬病的预后如此不理想? 相比狂犬病,西尼罗病毒( West Nile virus )、日本脑炎病毒和其它虫媒病毒导致的急性脑脊髓炎有着更低的病死率,尽管幸存者常常会患上严重的神经后遗症 (Jackson, 2013b) 。由于 CNS 中的病毒清除对于患者的康复是必不可少的,所以免疫功能缺陷的患者往往会发展出更严重的疾病。抗狂犬病毒中和抗体被认为是狂犬病免疫应答的关键介质,而且有证据表明这些抗体在事实上有助于清除已被感染的神经细胞中的狂犬病毒 (Dietzschold 等, 1992) 。狂犬病的不理想预后可能反映了下述事实:狂犬病毒的感染会诱导以 T 细胞功能受损为特征的免疫无应答,同时还伴随着细胞因子模式发生改变、 T 细胞增殖受到抑制以及免疫细胞受损等现象 (Lafon, 2013) 。对感染野生型(街毒)狂犬病毒的实验动物进行的近期研究表明,即使在外周能产生强烈的免疫应答的情况下,免疫效应物也不能穿过血 - 脑屏障并清除 CNS 中的病毒 (Roy 等, 2007) 。 有一篇综述确认,在人类狂犬病患者幸存下来的病例中,仅 7 例是证据充分的。该综述排除了 2 例据报道是狂犬病但患者实际上可能没有感染狂犬病毒的病例,因为这些患者都没有产生抗狂犬病毒的中和抗体,并且其中一人具有高度非典型的临床进程且不需要接受特别护理 (Holzmann-Pazgal 等, 2010 ; Wiedeman 等, 2012) 。 7 位幸存患者中的 6 人,在病情发作之前接种了狂犬病疫苗,表明疫苗接种在降低狂犬病发病的严重程度方面起到了作用。有趣的是, 2 位只有很微弱或完全没有神经后遗症的幸存者,一个来自威斯康辛州的 15 岁女孩 (Hu 等, 2007 ; Willoughby 等, 2005) 和一个来自俄亥俄州的 6 岁男孩 (Hattwick 等, 1972) ,是被蝙蝠狂犬病毒感染的。这极有可能表明,在蝙蝠中传播的狂犬病毒毒株相比那些由狗传播的毒株,对人类的毒性可能更低 (Lafon, 2005) ,这个观点也特别受下述事实的支持:由犬狂犬病毒毒株引发的狂犬病病例,比由蝙蝠狂犬病毒毒株引发的病例,在数量上多了几个数量级。如果这确实是事实,那科学家们应当进行更深入的比较研究以确认这个事实。
个人分类: 狂犬病防治|9731 次阅读|5 个评论
关注新发传染病与动物:蝙蝠才是SARS病毒元凶
qujiangwen 2013-4-2 14:50
核心提示: 近期无论是人感染 H7N9禽流感病例 ,还是 新型冠状病毒和2003年流行的非典,媒体都将焦点聚焦到动物身上,那么动物与新发传染病之间是什么关系呢?新发传染病又是如何出现的呢?本文将利用国内外媒体的相关报道和专家的观点向大家作一些简要的介绍。 中华菊头蝠现身蝙蝠才是SARS病毒元凶 2013-04-0213:22:48   来源:华商网-华商报       2003年初,一场突如其来的非典疫情先在广东暴发,之后影响全国,直到今天,很多人都还记得十年前那个戴着口罩的春天。   而近日,香港大学医学院传染病学教授袁国勇在接受采访时表示,SARS病毒的天然宿主是一种名叫“中华菊头蝠”的蝙蝠,当初果子狸被冤枉了。其实,果子狸只是SARS病毒的中间宿主,不是天然宿主,它也是被传染的。   “我们开始的时候以为果子狸是‘天然宿主’,但这是错的。”袁国勇说,“因为在野外的果子狸和在繁殖场的果子狸都没有这个病毒,但果子狸到了野生动物市场的时候,就有SARS冠状病毒,这说明果子狸是在野生动物市场由其他的动物传染的。”   袁国勇十年来一直在研究SARS病毒。  (原标题:蝙蝠才是SARS病毒元凶) http://news.qq.com/a/20130402/000027.htm 新发传染病与动物:全球关注的热点问题 科学家发出警告说,全球性病毒性疾病大爆发不可避免,可能会在未来5年内发生 感染CCHF(通过粪便传播的疾病)的一名男性,这种疾病在东、西非特别常见 这名男性接受治疗的高安全性部门,但是最终他还是不幸去世了 玛丽皇后医院的奥克斯福德发出警告说,未来5年内将会出现新一轮流行病   据《每日邮报》报道,英国顶级病毒学家、伦敦大学玛丽皇后医院、世界权威流行病专家约翰-奥克斯福德教授发出警告说,我们认为未来5年内会有动物起源的全球性流行病大爆发,它可能会对人类造成巨大影响。人类对抗新出现的起源于动物的疾病只能获胜不能失败。流行性病毒只要胜利一次,人类就将走向灭亡。   这个月一位38岁的英国哥拉斯加修车厂所有人去阿富汗出席哥哥的婚礼后,因感染克里米亚-刚果病毒出血热,这种传染病导致患者突然出现头痛、高热、关节痛、胃痛和呕吐的症状。随着病情加重,患者会出现大面积青肿和不受控制的出血。对至少30%的病例来说是致命的。这位患者最终在伦敦皇家自由医院去世,成为英国被证实感染这种由蜱传播的病毒性疾病的第一人。出血热是非洲和亚洲家养动物和野生动物常见的一种疾病,它已突破种间屏障,开始感染人类,并产生致命影响。但是这位姓名不详的男性并不是最近英国第一位被外来病毒感染的人。   今年9月,一名49岁的男性因高热、严重咳嗽和呼吸极度困难而住进伦敦圣托马斯医院。他出现被致命的Sars病毒感染后的所有症状,2003年这种疾病导致近1000人丧生,但是验血很快证实这次致命感染并不是Sars。也不是目前医学界已知的其他病毒感染。更糟糕的是,这位呼吸困难,且不断出汗的患者很快出现肾功能衰竭,这是以前在这种病例上从未见过的潜在致命并发症。医务工作者很快对这名患者进行了隔离,然而一系列可怕问题接连出现。最近这名患者刚从中东的卡塔尔来到英国。他到底在那里接触到了什么?他是不是已经感染了其他人?   英国健康保护局的科学家利用最新的高科技基因扫描技术,开始把从卡塔尔这名患者的组织样本里获取的线索拼凑在一起,目前他已经用上了呼吸机。研究结果令人大吃一惊,感染他的病毒与Sars来自同一个属。然而它拥有全新构成。它并非起源于人类,而是来自动物。与它亲缘关系最近的病毒已经在亚洲的蝙蝠身上发现。调查人员还发现,这种病毒已经夺去一些人的生命。查询全球的医学数据库显示,相同的神秘病毒潜伏在从一位60岁的男性那里获取的样本里,该男子7月在沙特阿拉伯去世。   英国健康保护局在9月份警告全世界要提防这种新出现的病毒,这在医学专家之间引起恐慌。这会不会是下一场禽流感,或者是下一场“西班牙流感”——世界最大规模的传染病,据称1918年到1919年间它导致全球5000万到1亿人丧生。在所有这些疾病暴发中,病毒均来自动物。分析人士现在认为,西班牙流感大流行发源于一种野生水鸟。可怕的事实是,对人类来说,这些设法通过动物传染给人类的病毒,即人畜共患病能够引起大规模破坏,因为这些病毒会感染给人类,并在我们发现它们以前迅速传播开来。   这种传染病将是超级流感的一个新变种,超级流感是一种传染性极强的一种病毒,可能起源于亚洲或非洲的一些穷乡僻壤,通过野生动物或鸡或猪等家畜传染给人类。一旦第一个人感染了这种不知名且不为人知的新型疾病后,它们会通过咳嗽和打喷嚏产生的飞沫迅速传染给家人、朋友和接触过他们的人。   由于这个世界非常拥挤,且交通四通八达,这种末日病毒可能已经赶在医学精英开始破解它的基因奥秘前,开始通过航空、公路和水路传播到世界各地。在它被命名前,可能已经引起全球性流行病大爆发。如果这种新病毒采用的是1918年到1919年间的那次流行病的模式,它将导致大量年轻的健康人丧生。他们死于所谓的细胞激素风暴(Cytokinestorm),即病毒导致他们强有效的免疫系统产生过激反应。这种不受控制的反应导致他们出现发热症状,并通过反胃和疲劳等摧垮他们的身体。反应过激的免疫系统最终将会要了这个人的命,而不是杀死超级病毒。   奥克斯福德根据历史模式进行预测。过去1个世纪确实为我们提供了很多这方面的先例。例如,2003年全球爆发的Sars,这种严重的呼吸道感染病杀死近1000人,这种病毒是通过中国的果子狸传染给人类的。2002年11月,这种病毒首次传染给在广东的活畜市场工作的人,这里出售果子狸。由于现代科技和人口增长,现在这种人畜共患病造成的危险比以往任何时候都更严重。空中运输等交通方式能够导致新出现的人畜共患病迅速传播到世界各地,引起全球性大流行。Sars病毒是通过一名中国呼吸道医学教授传播开的,他在香港旅行时给一名患者治疗,由此把病毒带到其他地方。2003年2月,这种病毒通过搭乘航班的乘客扩散到世界各地。2003年3月到7月间,32个国家出现大约8400个潜在的Sars感染病例。   H1N1猪流感与此类似,2009年全球有几亿人感染这种传染病。现在认为它起源于墨西哥的猪群,感染这种病毒的人乘坐飞机前往不同目的地,这导致全球爆发猪流感。一旦这些偷渡的病毒登上飞机,它们并不用学习新语言或者新的地方风俗习惯。从遗传学上来说,我们人类并没有太大差别,能够杀死世界某一地区的人的流行病,也能毫不费力地杀死世界另一个地方的人。另外,由于人类大肆侵占世界上的丛林和雨林,我们通过野生动物感染这种致命传染病的风险正在不断增加,在这些地方,我们更容易接触到已经在野生动物群体内进化和隐藏数千年的未知病毒。   一个国际性科研组在不久前宣布,它已经确定一种全新的非洲病毒,2009年这种病毒导致两名刚果青少年丧生。这种病毒导致急性出血性发热,致使患者七窍流血,可在数日内致人丧命。在同一所学校上学的一名15岁男孩和一名13小女孩突然病倒,并很快死去。小女孩死亡一周后,一名给她治疗的护士出现类似症状,并差一点丧命。这种新病毒根据3名受害者所在省份,被命名为下刚果病毒(BASV)。这种病毒与包括狂犬病在内的杆状病毒来自同一个家族。   发表在《公共科学图书馆-病原体》杂志上的一份报告称,这种病毒可能起源于当地野生动物,并通过昆虫叮咬或者其他目前未知的方式传播给人类。还有大量其他新病毒候选者正在我们周围的动物的翅膀、内脏、气息和血液里等待时机。例如,你能通过犰狳感染麻风病,它们的鳞片里带有麻风病毒,这种动物是美国三分之一的麻风病患者的致病原因。马能传播Hendra病毒,这种病毒可导致人类患上致命呼吸道和神经系统疾病。美国获奖自然历史作者大卫-逵曼在一本新书里指出,据称很多起源于动物的传染病现在具有很强的一致性。它们一般都会越来越严重。   逵曼着重强调了1976年首次袭击扎伊尔的埃博拉出血热病毒。这种病毒的能力惊人,感染者的死亡率高达90%。上个月刚果出现的是最新一轮埃博拉出血热病毒爆发,据报道这次爆发导致81名感染患者中的36人丧生。据逵曼说,埃博拉出血热病毒可能起源于蝙蝠。蝙蝠传染给非洲猿,猿可能是通过接触蝙蝠的粪便感染的。这种病毒随后传染给吃丛林肉的猎人。逵曼认为,艾滋病毒也存在相同传播模式,这种病毒可能起源于喀麦隆的一只黑猩猩。   对这种病毒的基因进行的研究指出,艾滋病毒可能是在1908年首次进化出来的,直到60年代才在非洲大城市的人群里发现这种病毒。到了80年代,它通过航空运输传播到美洲。自此这种病毒夺去大约3000万人的性命,并导致另外3300万人感染。埃博拉出血热病毒和艾滋病毒比其他病毒好一点的是,它们不能通过咳嗽和打喷嚏传播。逵曼解释说:“埃博拉出血热病毒可通过直接接触体液传播。通过阻止这种接触,就能预防感染。如果艾滋病毒可通过空气传播,你和我也许早已死亡。如果狂犬病毒能通过空气传播,它将成为世界上最可怕的一种病原体。”   埃博拉等病毒在传播方面还存在另一个局限性。它们能够很快杀死或很快让人病倒。为了引起全国大流行,人畜共患病需要它们的人类寄主感染,而且活的时间越长越好,这样病毒才能更好地在全球传播。但是有一种人畜共患病能够做到所有这些。这就是我们的老对手——流感。它很容易通过空气传播,例如打喷嚏或者咳嗽。Sars也是如此。但是流感具有更多优势。逵曼指出:“Sars感染者的症状常常出现在这个人被严重感染前,而不是之后。这使很多Sars感染者在传染性达到最厉害前能够及时被发现、就医,并隔离。但是流行性感冒和很多其他疾病并非如此。”   感染一种新型和潜在致命的流感变种的人需要一段时间才会病倒,这段时间内他们会把病毒带到他们到过的任何地方。这些原因导致世界流行病权威奥克斯福德发出警告说,新一轮起源于动物的全球性流感的爆发不可避免。他称,这种情况可能很快就会发生。“我认为我们将经历另一场全球性流感大爆发,这是无法避免的。它可能会在2017年到2018年间发生。”但是我们已经对此做好充分准备了吗?奥克斯福德发出警告说,严密监视是我们唯一能做的。   他说:“新型流感变种是一个日常生活问题,我们必须对它们保持高度警惕。现在我们拥有能够快速识别一种引起新疾病的病毒的染色体组的科学方法。我们通过这种方式知道我们面临的是什么病毒。接下来我们就要研制并储存能够对抗这种新变种的疫苗和抗病毒药物。”但是奥克斯福德担心从政者不会非常严肃地对待这些致死原因。人类为这种疏忽付出的巨大代价,相当于刑事过失行为。人类对抗新出现的起源于动物的疾病只能获胜不能失败。流行性病毒只要胜利一次,人类就将走向灭亡。 http://tech.sina.com.cn/d/2012-10-16/09187706375.shtml   TheArmageddonvirus:Whyexpertsfearadiseasethatleapsfromanimalstohumanscoulddevastatemankindinthenextfiveyears http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2217774/The-Armageddon-virus-Why-experts-fear-disease-leaps-animals-humans-devastate-mankind-years.html Newanimal-derivedviruscoulddevastatemankindinthenextfiveyears–medicalexperts http://english.ruvr.ru/2012_10_16/New-animal-derived-virus-could-devastate-mankind-in-the-next-five-years-medical-experts/ 应加强生态传染病研究 2012年12月11日04:39 光明日报 徐建国(中国疾病预防控制中心传染病所所长):  本报讯(记者陈海波)“未来我国新发传染病的威胁,主要源自野生动物、规模化养殖、媒介生物以及食品的规模化生产、运输和消费等,与城市化进程、气候、环境、生态等有很大关系,生态传染病的概念呼之欲出。”在日前于北京召开的中国卫生应急学术论坛上,中国疾病预防控制中心传染病所所长徐建国院士认为,随着新发传染病的威胁受到生态环境的影响越来越大,生态传染病须逐渐受到重视,我国生态医学中应加强对生态传染病学的理论研究。   徐建国指出,目前,我国发现新病原体的能力还很不足,若要快速有效地应对不明原因性传染病突发疫情,必须建立发现新病原的技术体系和新病原学的理论体系,指导发现新病原的工作。   (原标题:应加强生态传染病研究) http://news.sina.com.cn/o/2012-12-11/043925778615.shtml 世卫组织:逾七成人类新发疾病源来自动物  新华网香港12月20日电(记者张雅诗王小旎)世界卫生组织总干事陈冯富珍20日在港表示,在过去30多年,发现了超过30种人类新发疾病,当中逾70%的源头来自动物。而预防传染病的最佳方法是人们时刻警觉和做好准备。   陈冯富珍当日在亚洲协会香港中心发表演讲时表示,为了有效地应对新发传染病,世卫组织时刻做好准备,除了积极收集各地的疾病情报和资讯,还携手世界各地逾百个组织及机构,在有需要时迅速派遣专家进行调查,并对不寻常病原进行化验。   陈冯富珍说,在过去30至40年,世卫组织通过紧密追踪,发现很多新发疾病是由动物引发的,主要原因包括一些亚洲地区人士饲养家禽的习惯存在风险,加上中国人喜欢进食珍奇动物,而越来越多旅游人士尝试吃野生动物,这都增加了疾病传播的机会。   她说,若人类与动物之间的分隔做得不好,动物的疾病很容易传染给人。目前世卫组织与联合国等组织紧密合作,加强对动物健康以及人类与动物分隔措施的监察,避免动物疾病传到人身上。   她强调,预防胜于治疗,传染病永远都存在,最重要是各国各地拥有完善的监察系统,彼此携手预防新发疾病,即使不能避免疫症出现,也要把影响减到最低。 (原标题:陈冯富珍:逾七成人类新发疾病源自动物) http://news.sina.com.cn/w/2012-12-20/203025859701.shtml 英科学家称5年内可能爆发西班牙流感式“末日瘟疫” 2012-10-1516:15:03 来源:国际在线专稿 编辑:闫宇   ​ 1918年西班牙流感爆发时的美国,警察上街也得戴上口罩(资料图)   国际在线专稿:据英国《每日邮报》10月14日报道,近来世界上多个地区发现了此前从未出现过的新型病毒,许多医疗专家担心,5年内可能爆发20世纪早期西班牙流感式的“末日瘟疫”,给人类带来一场浩劫。   无论是1918年至1919年造成全球5000万到1亿人死亡的西班牙流感,还是近几年出现的禽流感、猪流感,最初的病毒都来自动物身上。从动物传播到人类身上的病毒容易引发瘟疫大爆发,因为这种病毒往往令人类措手不及,难以预防,而且扩散迅速,感染死亡率也非常可怕。   英国病毒学教授、流行病权威专家约翰·奥克斯福特(JohnOxford)警告称,一场源自动物病毒的瘟疫可能在5年内爆发,引发灾难。   奥克斯福特认为,“末日瘟疫”可能首先由野生动物或家禽传播给一个人,随后由此人通过咳嗽或打喷嚏将其传给家人、朋友以及周围人群,最终通过飞机、铁路、公路以及海洋传播到全球。在科学家确定病源前,或许已经有无数人发病死亡。   由于现代技术和人口增长,人畜共患病的威胁比以往更大,便利的交通可以将新出现的人畜共患病迅速传至全球。这种传染病大爆发只要发生一次,人类或许就会被终结。(沈姝华) 英国称新型冠状病毒或与动物有关 中新网9月28日电据外媒28日报道,英国卫生防护局称,在对感染新型冠状病毒的患者的样本进行初步基因检测后,研究人员认为这种病毒的源头可能与动物有关。   世界卫生组织官员说,目前还没有证据证明这种病毒可在人与人之间传播,他们怀疑这两例病患是从动物身上感染的。   不久前,英国确认了一个感染新型冠状病毒的病例,感染病毒的是一名49岁的卡塔尔男子,他在从沙特旅游回到卡塔尔后,9月3日出现发烧、呼吸困难等症状。11日,该患者从卡塔尔紧急转送至英国接受治疗,已出现肾衰竭现象。23日,患者被确认感染了一种新型冠状病毒。   而此前还有一名60岁的沙特籍男子因感染冠状病毒死亡。英国科学家进行比对后发现,沙特籍男子死后肺部组织分离出的病毒基因序列,与这名卡塔尔患者的病毒基因序列相似度高达99.5%。两人临床表现都是急性呼吸道感染并伴随急性肾衰竭。目前全球只确诊了这两个病例。 http://news.sohu.com/20120928/n354148919.shtml 新发病毒性传染病为什么大多与动物有关?如何出现? 1958-2010 年 全球共出现 28 种新发病毒传染病, 28 种新发病毒传染病中, 24 种的病原体是具有高变异率的 RNA 病毒, 19 种目前已经确定在自然界存在野生动物宿主。 目前已发现的大部分新发病毒传染病的病原体是具有高变异率的 RNA 病毒,对病毒的基因组来说,点突变,基因重组和基因重排被认为是导致新发病毒传染病出现的三种基本的变异机制 。引起大流行或者暴发的病毒一般要通过基因重组和基因重排形成新的抗原以逃避人体的免疫系统的阻击,基因重组和基因重排是导致病毒出现的重要机制。基因重组的定义是指当二种有亲缘关系的不同病毒感染同一宿主细胞时,它们的遗传物质发生交换,结果产生不同于亲代的可遗传的子代,称为 基因重组 (Geneticrecombination)。灭活病毒间的重组例如用紫外线灭活的两株同种病毒,若一同培养后,常可使灭活的病毒复活,产生出感染性病毒体,此称为 多重感染再复活 (Multiplicityreactivation),这是因为两种病毒核酸上受损害的基因部位不同,由于重组合相互弥补而得到复活。因此现今不用紫外线灭活病毒制造疫苗,以防病毒复活的危险。死活病毒间的重组例如将能在鸡胚中生长良好的甲型流感病毒(A0或A1亚型)疫苗株经紫外线灭活后,再加亚洲甲型(A2亚型)活流感病毒一同培养,产生出具有前者特点的A2亚型流感病毒,可供制作疫苗,此称为 交叉感染再复活 (Crossreactivation)。 多重感染再复活以及交叉感染再复活是导致病毒基因重组和基因重排的重要机制,实验室采用紫外线以及伽马射线等辐射分别使流感病毒实现了多重感染再复活以及交叉感染再复活。 1958-2010 年全球新发病毒传染病汇总 病原体 核酸类型 所致疾病 自然界动物宿主 发现年代 猴痘病毒 双链DNA 猴痘 松鼠等 1958 鸠宁病毒 单链RNA 阿根廷出血热 啮齿类动物 1958 马秋博病毒 单链RNA 玻利维亚出血热 啮齿类动物 1963 马尔堡病毒 单链RNA 马尔堡出血热 不明确,可能为猴子和蝙蝠等 1967 甲型H2N3流感病毒 单链RNA 香港流感大流行 禽类,猪等 1968 拉沙病毒 单链RNA 拉沙热 啮齿类动物 1969 轮状病毒 双链RNA 婴幼儿腹泻 人类 1973 细小病毒B19 单链DNA 传染性红斑和急性关节病 犬、狼、狐狸等 1975 埃博拉病毒 双链RNA 埃博拉出血热 不明确,可能为蝙蝠 1976 汉坦病毒 单链RNA 肾综合征出血热 啮齿类动物 1977 人类T淋巴细胞白血病病毒Ⅰ型 单链RNA 成人T淋巴细胞白血病 人类 1980 人类免疫缺陷病毒 单链RNA 艾滋病 灵长类动物 1981 人类T淋巴细胞白血病病毒Ⅱ型 单链RNA 毛细胞白血病 人类 1982 人疱疹病毒6型 双链DNA 婴幼儿急疹 人类 1986 丙型肝炎病毒 双链RNA 丙肝 黑猩猩等 1989 瓜纳瑞托病毒 单链RNA 委内瑞拉出血热 啮齿类动物 1989 戊型肝炎病毒 单链RNA 戊型肝炎 猪,鹿,牛,羊等 1989 己型肝炎病毒 单链RNA 己型肝炎 人类 1990 沙比亚病毒 单链RNA 巴西出血热 啮齿类动物 1990 人疱疹病毒7型 双链DNA 婴幼儿急疹 人类 1990 辛诺柏病毒 单链RNA 汉坦病毒肺综合症 啮齿类动物 1993 亨德拉病毒 单链RNA 亨德拉病毒感染 蝙蝠 1994 H5N1 型流感病毒 单链RNA 香港人感染禽流感 禽类,猪等 1997 尼帕病毒 单链RNA 尼帕病毒性脑炎 蝙蝠 1999 西尼罗河病毒 单链RNA 西尼罗河病毒感染 鸟类 1999 人类偏肺病毒 单链RNA 人类偏肺病毒感染 人类 2001 新型冠状病毒 单链RNA 传染性非典型肺炎 果子狸,蝙蝠等 2002 甲型H1N1流感病毒 单链RNA 甲型H1N1流感大流行 禽类,猪等 2009 最新研究表明, 太阳黑子极值年或前、后一年是新发病毒传染病发生的一个重要的危险因素。 太阳黑子数与太阳的活动密切相关 ,在太阳黑子峰值年前后,太阳活动到达高峰 , 耀斑出现的次数最多 , 耀斑辐射出的大量的紫外线、强 X 射线,以及宇宙线和非高能粒子。而 宇宙射线与太阳黑子相对数呈显著的负相关,这主要是由于 当太阳处于活跃期的时候,太阳周边的磁场就会变强,来自太阳系外的宇宙射线也会被太阳磁场所遮挡,从而使照射到地球的宇宙射线大大减少;但是如果太阳处于低谷期,则太阳磁场变弱,照射到地球上的宇宙射线自然也就变多 。目前已发现的大部分新发病毒传染病的病原体是具有高变异率的 RNA 病毒,对病毒的基因组来说,点突变,基因重组和基因重排被认为是导致新发病毒传染病出现的三种基本的变异机制 。太阳辐射和宇宙射线对容易变异的新发传染病病毒来说,本身就是自然界中点突变的一种物理性诱变因素,可以直接导致新发病毒的出现。另外,多重感染再复活以及交叉感染再复活是导致病毒基因重组和基因重排的重要机制,例如,实验室采用紫外线以及伽马射线等辐射分别使流感病毒实现了多重感染再复活以及交叉感染再复活 ,同时也初步证明了新发病毒传染病的发生可能与太阳黑子和宇宙射线有关。另外 , 太阳的活动对地球气候有重要影响 , 引发 飓风 、暴雨和严寒等严重气候异常 , 并最终会影响到整个生态系统 。大部分新发病毒传染病 在自然界存在野生动物宿主, 而气候异常可以影响动物的迁徙模式或改变它们的栖息地,进而增加与人类和牲畜接触的机会和患病风险。例如,刚果暴发的致命的埃博拉出血热被证明与迁徙果蝠的大量涌入有很大关系;而马来西亚和澳大利亚的尼帕病毒和亨德拉病毒的暴发与此前迁徙的果蝠的栖息地的改变有关,这些果蝠之前为了寻找暂时的食物来源而进行迁徙,如今它们在终年提供水果的果园定居下来,果园的位置让这些果蝠接近了猪和马,并增加了将病毒传播给人类的风险 。 某些作为流感病毒重要储存宿主的候鸟的迁徙方式和迁徙路线也可能会受到太阳黑子和极端气候变化的影响而延迟抵达迁徙地,途中迁徙时间的增加可能会导致当地鸟类数量的急剧增加,而高密度的鸟类可能会因为竞争有限的食物来源而增加迁徙鸟类与其他野生或者家养禽类的接触,进而增加这些禽类体内存在任何一种流感病毒之间重组的机会;在候鸟迁徙路线上的生活水源,也可能会受到这些鸟类携带病毒的污染,从而传播给包括猪在内的其它动物。 大部分新发病毒传染病 在自然界存在野生动物宿主,在太阳黑子极值年附近,人类如果不断通过各种活动接触携带某些病毒的自然界野生动物或者它们的排泄物,宿主的病原体 就可能通过基因重组或基因重排等方式突破原有物种间的屏障,从而成功的在人间引发新发病毒传染病的流行。 天文物理科学家已经可以准确的预测未来的太阳黑子活动周期 。 2013 年预测为太阳黑子峰值年,根据太阳黑子活动激发新发病毒传染病的理论, 2012-2014 年全球很可能会发生新的病毒传染病,需要提前加强监测预警以及应急准备工作 。 参考文献: 曲江文,高志刚 . 太阳黑子活动对新发病毒性传染病发生的影响 . 环境与健康杂志 .2012;29(2):188-190.)
个人分类: 新发传染病|5031 次阅读|0 个评论
中国首次从蝙蝠分离到狂犬病毒--伊尔库特(Irkut)病毒
热度 14 yanjx45 2013-4-2 11:44
军事医学科学院军事兽医研究所(长春) 扈荣良 教授等今年 3 月在 PLOS( 公共科学图书馆杂志 ) “被忽视的热带病分册”上发表专业论文,报告中国首次从蝙蝠分离到狂犬病毒――伊尔库特( Irkut )病毒。 为避免某些 恐狂症患者 可能产生误解,在介绍该项发现之前,请 恐狂症患者 注意以下 友情提示 : 目前全球由于生态环境遭到破坏,约有一半的蝙蝠种类濒危或易危。根据现有资料,目前在全世界因蝙蝠而引发狂犬病的概率很小,每年因蝙蝠咬伤而引发狂犬病的总人数仅在个位数。 特别是在中国,在人口稠密的东部和中部广大地区,蝙蝠的生存空间越来越小,数量急剧下降,发生蝙蝠伤人事件的概率已微乎其微。 尽管 携带狂犬病毒的蝙蝠所占的比例很小 ,但蝙蝠毕竟存在传播疾病的可能性,所以我们 应当尽量避免与蝙蝠直接接触 。万一担心暴露于蝙蝠后可能感染狂犬病, 及时彻底清洗伤口可显著降低发病率 , 接种当前的人用狂犬病疫苗在绝大多数情况下是有效的。 扈荣良 教授 的相关研究论文(用英文发表): 题目: 从白腹管鼻蝠中分离到伊尔库特( Irkut )病毒 Isolation of Irkut Virus from a Murina leucogaster Bat in China 作者 : Liu Y, Zhang S, Zhao J, Zhang F, Hu R 发表的杂志: PLoS Negl Trop Dis . (2013) 7(3): e2097.doi:10.1371/journal.pntd.0002097 (全文下载: http://www.plosntds.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pntd.0002097 ) 摘要: 背景和研究目的 :蝙蝠被认为是狂犬病毒的一个主要储存宿主;但是,除了在中亚从蝙蝠分离出 Aravan 和 Khujand 病毒之外,没有在亚洲分离出蝙蝠狂犬病病毒。以前报道的关于在中国分离出的所有狂犬病毒都是基因 1 型的狂犬病毒,主要来源于狗。最近在中国东北至少出现两例蝙蝠相关的人类狂犬病样病例,据此我们开展了吉林省蝙蝠狂犬病病毒流行状况以及它对公共卫生影响的研究。我们分离出一株蝙蝠狂犬病毒,对该毒株做了基因组序列对比和小鼠体内致病性研究。 结果 :作者报告了国内首次从来源于东北的蝙蝠(白腹管鼻蝠, Murina leucogaster )的脑中分离出蝙蝠狂犬病毒。该病毒分离株的核蛋白基因序列与已知的来源于俄罗斯的两种 Irkut 病毒分离株的核苷酸序列和氨基酸序列相似性分别为 92.4%/98.9% 和 92.2%/98.8% ,命名本分离株为 IRKV-THChina12 。成年小鼠脑内或者肌内注射 IRKV-THChina12 后,在一个较短的潜伏期后,观察到狂犬病样症状并出现较高的死亡率。核苷酸序列分析表明, IRKV-THChina12 和其他狂犬病毒具有相似的基因组结构,但该毒株与其他 IRKV 株相比有独立的来源。 结论 :在中国常见的蝙蝠种类中鉴定出蝙蝠狂犬病病毒。它在成年小鼠中的高致病性提示, 应该增强国内对被蝙蝠咬伤的风险的警惕,开展相关医学教育;同时应扩大监测范围,以便更好地了解 Irkut 病毒的生态学特点及其对公共卫生的意义。
个人分类: RV流行病学|19983 次阅读|23 个评论
[转载]食虫蝙蝠肠道中发现多种新型病毒
nooney1986 2012-6-26 16:06
中科院武汉病毒研究所石正丽研究员带领的研究团队采用宏基因组学方法,对我国蝙蝠肠道病毒首次进行了系统研究,结果发表在《病毒学杂志》(Journal of Virology)上(2012, 86(8):4620. DOI: 10.1128/JVI.06671-11)。蝙蝠是哺乳动物中仅次于啮齿目动物的第二大类群,也是已知的唯一具有飞翔能力的哺乳动物。如今,越来越多的证据表明蝙蝠是多种新发病毒的自然宿主,有些蝙蝠来源的病毒会导致人类严重的病毒性疾病,如“著名”的亨德拉病毒、尼帕病毒、狂犬病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒等。病毒分离一直是最为直接的病毒研究方法,但是在现有实验室条件下很多病毒难以分离;由于病毒之间缺少保守的基因标记,特异性PCR检测难以系统研究样品中的所有病毒(病毒组,Virome)。而病毒核酸序列的随机扩增(sequence-independent amplification),结合高通量测序技术(high-throughput sequencing,如Solexa等)可以全面研究某一生境下的病毒组。 石正丽研究员领导的研究小组用病毒宏基因组学方法,系统地研究了中国6个不同地区的 食虫蝙蝠 粪 便样品中的病毒。结果显示,蝙蝠肠道中存在有大量浓核病毒(densoviruses)、双顺反子病毒(dicistroviruses)、冠状病毒(coronaviruses)、细小病毒(parvoviruses)、烟草花叶病毒(tobamoviruses)等。这些病毒的宿主涵盖了脊椎动物、无脊椎动物、植物。此外,本研究发现的大多数病毒序列与已知的病毒基因组(或蛋白序列)同源性很低,证明蝙蝠肠道有大量新的昆虫病毒、哺乳动物病毒,推测蝙蝠在这些病毒的传播中起着重要的作用。 本研究首次初步揭示了我国某些蝙蝠群体中的病毒组,对指导未来新病毒的发现和分离有重要意义。
个人分类: 生物实验室|911 次阅读|0 个评论
犬狂犬病毒的起源和家谱(分子钟证据)
热度 10 yanjx45 2012-6-18 16:09
当前世界各地广泛分布的犬 ( 食肉目动物 ) 狂犬病毒都属于基因 1 型狂犬病毒,有很多变种,但这些变种都有共同的祖先,这个共同的祖先可追溯到大约 500 年之前。这个时间正好与人类在过去 5 个世纪中大规模的迁徙相一致。 历史记载中犬和人的狂犬病有非常悠久的历史。在 4000 年前的美索不达米亚(在今伊拉克境内)文明中就有关于食肉目动物狂犬病的描述。但是,引起美索不达米亚狂犬病的病毒型别是未知的,而该种病毒极有可能早已绝灭。 犬狂犬病毒都来源于蝙蝠狂犬病毒。狂犬病毒在蝙蝠 ( 翼手目 ) 中的进化远远早于食肉目动物中狂犬病毒的出现,后者很可能是源于从蝙蝠中溢出 (spillover) 的病毒。狂犬病毒从翼手目到食肉目动物的宿主转换发生在 888 至 1459 年之前。换句话说,现存的犬狂犬病毒与蝙蝠狂犬病毒在大约 1 千多年前有共同的祖先。 如果考虑所有基因型的狂犬病毒,它们最近的共同祖先出现在 7080 至 11631 年之前,而且首先以食虫蝙蝠作为传播媒介。 近十余年来,随着分子生物学和 生物信息学 (bioinformatics) 的迅速发展, 核酸、 蛋白质 检测和计算机分析等先进技术也开始广泛应用于狂犬病毒的研究。这些先进技术有助于解决狂犬病流行病学中的诸多理论和实际问题,例如如何对该病毒在基因序列水平进行病毒分型,如何理解该 病毒的起源、进化和在不同宿主中转换的机制,分析该病毒的遗传 变异与其在自然界传播和分布的关系,确定 狂犬病局部流行 可能的传染源、传播途径和流行趋势等。十余年来, 狂犬病毒的 分子流行病学 (molecular epidemiology) 和 系统进化史 (phylogenetic history) 研究进展很快,已形成狂犬病研究的重要学科分支和研究热点。    充分理解病毒的系统进化规律是正确制定控制病毒性疾病策略的最重要的前提条件之一。目前对狂犬病毒的分子生物学和生物信息学研究所获得的资料己能初步勾勒出狂犬病毒的系统进化史。 狂犬病毒的分子钟和系统进化史 分子钟( molecular clock ) 假说认为,氨基酸或核苷酸替代速率在进化过程中是近似地保持恒定的,尽管替代速率的观察值受随机误差的影响。 将不同生物谱系按分子钟假说构建一棵树就可能估计不同谱系对之间或不同序列对之间粗略的分化时间。按此途径构建的树称为 线性树 (Linearized Tree) 。 假定分子钟在某个生物类群中存在,可借助相关的计算机程序评估 生物类群之间的进化关系 ,特别是可用于评估 在进化过程中不同生物类群之间的分歧时间 。不同作者将分子钟假说应用于狂犬病毒的自然进化史研究,得到了一些有价值的推论。 Badrane 等系统研究了源于 36 种食肉目和 17 种翼手目的狂犬病毒属毒株,这些毒株代表了狂犬病毒属的主要基因型和变种 。作者比较了编码表面 糖蛋白的基因。糖蛋白 负责受体识别和膜融合,是主要的保护性抗原,并决定病毒的毒力。已有资料显示,在所有的单负链 RNA 病毒目病毒的复制过程中都不存在遗传重组。对狂犬病毒的研究也证明,点突变(而非重组)和纯化选择是狂犬病毒进化的主要力量。中和试验表明狂犬病毒可归类于中性进化模式,而全球分离的毒株中同义替代 (d S ) 对非同义替代( d N )的高比率(> 7 )也支持这一点。相对比率( d S /d N )试验提示,所有狂犬病毒世系的进化速率都相似。由于不存在重组,而且进化速率相似,所以基于系统进化分析的结论是可靠的。系统进化树的构建有力地支持以下假说:在狂犬病毒历史上曾发生过 宿主转换 (host switching) 。有证据表明,狂犬病毒在翼手目中的进化远远早于食肉目动物中狂犬病毒的出现,后者很可能是源于从蝙蝠中 溢出 (spillover) 的病毒。狂犬病毒从蝙蝠溢出进入食肉目动物并非罕见,在当代就曾报导在非洲的埃塞俄比亚和美国的加州分别发生过这样的事件。狂犬病毒的系统进化分析提示,在历史上至少发生过两次这样的溢出事件,都发生在基因 1 型之内。根据部分 G 基因的序列分析资料,第一次溢出推测是发生在北美,结果导致美国东部的浣熊,可能还有密切相关的美国中部的臭鼬中狂犬病毒世系的出现。第二次的溢出发生的地区未知,来源的宿主也属未知,但结果是导致狂犬病毒在世界范围的多种食肉目动物中的广泛传播。这种狂犬病毒每年造成数万死亡病例,构成了一次历史性的溢出,使狂犬病成为一个公共卫生问题。狂犬病毒从翼手目向其他动物,主要是食肉目动物溢出,在历史上可能重复发生,并仍然在发生。然而,尚不知道为什么仅有罕见的若干次溢出能成功地长时间维持,而其他的都灭絕了。有可靠证据证明,当前存在于食肉目动物中的狂犬病毒确实是若干次源于蝙蝠的病毒成功的宿主转换的结果。 狂犬病毒属的进化率粗略地估计是 3.1 x 10 -4 ~5.5 x 10 -4 d S (同义替代) / 位点 / 年。由此可推算出当前世界上广泛分布的狂犬病毒变种的分化发生在 285 至 504 年之前。这个时间正好与人类在过去 5 个世纪中大规模的迁徙相一致。与 dN (非同义替代)相比, dS 通常是中性的而且对进化时间更敏感。然而,如果进化间期很长,则 d S 更快达到饱和。因此,为了评估较早的分化,采用 d N 进行计算。由 d S   推算出 d N 的平均值为 1.85 x 10 -5 / 位点 / 年,这个变异率较 HIV 或人甲型流感病毒低,但与估计的单负链 RNA 病毒目的另一个成员 Ebora 病毒 G 基因的变异率相似。假定存在生物钟,采用 PHYLIP 系统发生推导软件包可以构建一个系统进化树(采用非同义校正距离),由此可以推算出, 狂犬病毒从翼手目到食肉目动物的宿主转换发生在 888 至 1459 年之前。 上述估计似乎有疑问,因为 在 4000 年前的美索不达米亚(在今伊拉克境内)文明中就有关于食肉目动物狂犬病的描述 。 但是,引起美索不达米亚狂犬病的病毒型别是未知的,而 该种病毒极有可能早已绝灭 ,其背后的根源可能是因某些历史或环境的因素,甚至可能仅仅由于该病毒的毒力太强,致死率太高,以至受感染的宿主群体的数量或密度不足以维持该病毒的生存。如果尝试将食肉目狂犬病毒出现的时间定在 4000 年以前,那么狂犬病毒的进化就应当极慢 (4.1 x 10 -6 ~6.7 x 10 -6 d N / 位点 / 年 ) ,而这显然与事实不符。因此,美索不达米亚狂犬病毒早已絕灭是最合理的假说,因为 进化的中性模式即随机的遗传漂移完全可能导致病毒絕灭和多型性的丧失。 食虫蝙蝠是狂犬病毒 6 种基因型( GT )的传播媒介,有 3 种 GT 的狂犬病毒只在食虫蝙蝠中被发现。可推测狂犬病毒起源于某种昆虫弹状病毒,食虫蝙蝠从昆虫获取了该病毒。若干证据支持这种推测。大多数弹状病毒是从昆虫分离得到的。特别是有三种目前尚未分类 、但被建议归类到狂犬病毒属的病毒( kotonkan,   Obodhiang 和 Rochambeau 病毒),迄今都仅能从昆虫分离到。而且, MOKV  也是从一种捕食昆虫的动物(鼩鼱)中分离得到的,该病毒可在接种的蚊虫中繁殖。如果蝙蝠确实是从昆虫获取了弹状病毒并导致狂犬病毒的出现,则可推算出 狂犬病毒最近的共同祖先出现在 7080 至 11631 年之前,而且首先以食虫蝙蝠作为传播媒介 。 糖蛋白片段积累了较 d S 更多的 d N ,在食肉目和翼手目狂犬病毒中都可明确地检测到这样的结果。较高的非同义替代( d N )可能有助于该病毒适应于分属两个目的不同哺乳动物。在食肉目狂犬病毒中, d N 与主要的抗原位点 II 和 III 相重迭,而在翼手目的狂犬病毒中, d N 位于功能未知的区域。 Holmes 通过分子进化分析调查狂犬病毒在自然界的 适应性进化 (adaptive evolution) 和 遗传制约( genetic constraint ) 之间关系 ,选择压力的 最大似然分析 (maximum likehood analysis) 的结果表明,自然界狂犬病毒的 NP 和 GP 基因与在实验室传代病毒中所观察到的高度 非同义进化 (nonsynonymous evolution) 相比是高度受制约的。自然界狂犬病毒的低水平非同义进化可能是由于病毒在宿主体内需要在多种类型的细胞内复制(这反过来又会促进病毒跨物种的传播),或者是由于病毒蛋白不是免疫选择的目标。利用欧洲狂犬病毒流行病学史中已知的毒株分离时间,推算狂犬病毒核苷酸总体替换率,结果与在其它 RNA 病毒中观察到的替换率相似。假定平均同义突变发生率在毒种间没有显著差异,估计 在狂犬病毒基因 1 型内目前可观察到的遗传差异产生于刚刚过去的 500 年之间 ,这与前述 Badrane 等的结论基本一致。 参考文献: 唐青 严家新:第六章 狂犬病病毒的分子流行病学和系统进化史,《狂犬病和狂犬病疫苗》 ( 俞永新主编, 2009 年版 )
个人分类: 狂犬病防治|39535 次阅读|32 个评论
秦岭寻蝙蝠
热度 5 angelkisspjf 2011-12-16 15:15
秦岭寻蝙蝠
通过我们的不懈努力,课题告一段落,在这里做个小结,野外工作有苦更有乐。 普氏蹄蝠 Hipposideros pratti ,向大家打个招呼 努力攀爬上断崖 蓦然回首 实际角度 途中小憩 和指导老师在一起 在此,衷心的谢谢在我最困难的时候寄予我帮助的朋友们!
个人分类: 生活点滴|6615 次阅读|9 个评论
[转载]野马是怎么死的?——很有哲理的故事,转自网络
热度 1 吴信 2011-11-4 13:12
野马体格健壮,性情剽悍,蹄子小而圆,奔跑很快,耐干旱—— 可 3 天才饮水一次 。在沙漠、草原上,即使它们遇到狼群,也是镇静地迎击狼群。有时它还会突然发动进攻,向狼冲去;有时,迅速转过身来,扬起后蹄猛踢。因此,狼也不敢轻易侵犯它。 野马很难捕猎到。野马遇到人群来包围,会很快摆起阵势——雄马在前,雌马在后,小马被护围在中心。它们用蹄子乱踩地面,似乎在威吓,又像在指示逃避方向。顷刻,马群就可以冲出包围,快步跑开。 两万年前,野马曾经遍布欧亚大陆,但是到目前为止,野马已经成了比大熊猫还珍贵的濒临灭绝动物。 在野外自由放养的亚洲野马也仅有 248 只, 圈养的野马也仅有 900 多匹,它们分别饲养在美、独联体、法、英等 26 个国家 112 个动物园和禁猎区中,每匹价格已高达 25 万美元。运入我国境内圈养的野马每匹的保险金就高达 10 万美元。 根据资料显示,野马应该是一种适应能力极强、机警而强悍的动物,可野马为何落得近乎灭绝的下场呢? 据动物学家们研究,野马的最大天敌不是狮子、老虎,甚至狼这一类的动物,而是一种很不起眼的动物——吸血蝙蝠。 吸血蝙蝠,它身体极小,最大的体长也不超过 9 厘米,却是很多动物的天敌,就连强悍的野马也常常是它们的牺牲品。 这种蝙蝠靠吸动物的血而生存,它在攻击野马时,常附在马腿上,用锋利的牙齿极敏捷地刺破野马的腿,然后用尖尖的嘴吸血。由于野马性情暴躁,试图通过蹦跳和狂奔,驱逐这种蝙蝠。然而蝙蝠吸附在野马身上,直到吸饱吸足,才会满意地飞去。而野马常常在暴怒、狂奔、流血中无可奈何地死去。 动物学家们认为,吸血蝙蝠所吸的血量是微不足道的,根本不会成为导致野马的死去的直接因素,导致野马死亡的根本原因,是其暴躁的性格,及狂奔所致。 如果野马能够忍一会,吸血蝙蝠吸饱吸足了,自然就会飞走了,野马也不至于因为一只吸血蝙蝠而丧命了。 在生活中,我们也会有经常遇到一些具有野马性格的人,这类人极具才智,可经常因为一些芝麻绿豆之类的小事而失去耐性,到头来往往是赔了夫人又折兵。 有一职业经理人高薪受聘于某家企业,终于等到了发薪的日子,突然发现自己的薪水竟然只有老板当初承诺的一半,这位职业经理人当时就有了一种被骗的感觉。 于是乎,这位职业经理人立即将电话打到了人力资源部:你们怎么说话不算数?!我的工资卡上怎么只有你们承诺的一半呢?这不是骗人吗!? 还没等到人力资源薪资主管解释,这么职业经理人就说出了另外一句话:老子并不在乎这点钱,但答应我的就必须兑现,老子不跟你们玩了,如果你们不兑现承诺,咱就法庭上见,反正老子也掌握了你们的不少“猫腻”! 人力资源主管薪资主管有点懵了,但最后还是很沉着地说了一句:对不起,你再等两个小时可以吗!? “早干什么去了!?如果我不打这个电话,你们还要让我等多久?!”那位职业经理人依旧余怒未消,也开始像野马一样狂奔了! “对不起,因为你是集团聘请的高管,你的薪资由两部分组成,你现在到账的是由你所在的分公司支付的,另外一部分是由集团公司支付的,但要比分公司迟两个小时!” 人力资源薪资主管终于有点明白了,于是乎拼命地道歉! “你们怎么不早告诉我?!幸好是我,如果是别人,岂不影响企业、甚至是老板的形象吗!”那位职业经理人依旧在“狂奔”! 关于野马脾气暴躁、动辄狂奔,尚可原谅,因为它只是一畜牲而已! 如果一个职业人也如此,就是一种莫大的悲哀了!
个人分类: 生活点滴|2486 次阅读|1 个评论
这蝙蝠够数学的
热度 3 jiangxun 2011-10-28 08:50
作者:蒋迅 网上有消息说: 洋教师用方程式画出“蝙蝠侠曲线” ,激发了一批数学迷的兴趣。 蝙蝠侠方程 (Batman equation) 大多数人看过之后都是一笑置之,我本人也是。但有人认真研究了一下, 发现图像中必须挖去一些顶点 。我给了链接,有兴趣的读者不妨去看一看。那么,到底软件是否可以做出这张图来呢?我们不妨 用Wolfram|Alpha来试一试 。 这个方程本身虽然有意思,但没有什么太多的意义。但如果它确实能激发学生的学习兴趣的话,还是值得提倡的。也许按照这个思路还能得到更多有意思的图形,比如小到 一根香蕉 ,大到 一头大象 。
个人分类: 够数学|4725 次阅读|7 个评论
“采花大盗”蝙蝠的传粉行为
gaojianguo 2011-8-12 10:56
“采花大盗”蝙蝠的传粉行为
图片来自Science科普网站 除了蜜蜂和鸟类,蝙蝠也会为植物传粉,并且充当"月老"的蝙蝠种类很多。近日,德国科学家在古巴丛林里发现植物圆盘状的叶能够提高传粉效率,这种特殊形状的叶子可以精确蝙蝠的超声定位。研究人员认为,这种进化有两个好处,首先对于蝙蝠来说可以节省寻找蜜源的能量,而对于种群急需扩大的Marcgravia evenia (一种藤本植物)来说急需这样的高效传粉者。他们的研究结果发表在Science. 相关阅读: 腊肠树传粉为什么要靠蝙 蝠 蝙蝠的生态作 用 How to Invite Bats for Dinne r
个人分类: 生活点滴3|5528 次阅读|2 个评论
答网友-蝙蝠狂犬病毒可怕吗?
热度 35 yanjx45 2011-7-11 13:59
(一)提问和简答: 1. 狂犬病毒的分类-新型狂犬病毒: 我国目前所有的狂犬病感染都是基因 1 型病毒造成的对吗?我国没分离出其他类型的病毒是吗?其他类型的狂犬病毒多数都发生在欧洲、非洲、澳洲是吧?在西半球和其他大陆没有分布? 简答:对你的问题的答案都是肯定的。目前在世界上很多地区(包括中国)有关蝙蝠狂犬病毒进行的研究尚不夠充分,但目前已知情况确实是如此。 2.  当前的狂犬病疫苗对蝙蝠狂犬病毒有效吗? 现在我国的疫苗是不是对除了非洲的 2 型和 3 型病毒以外的病毒都有效? 1 、 4 、 5 、 6 、 7 型的病毒都可以通过注射狂犬病疫苗获得保护? 简答:对。 最近天热了,下班又晚,回家路上蝙蝠经常从头顶、肩膀边上飞过,前段时间由于被野猫咬伤已经注射了 3 针加强(两年前曾注射全程)所以想请教如果遭遇蝙蝠袭击注射疫苗有效吗? 简答:现用的狂犬病疫苗对绝大多数蝙蝠狂犬病毒也是有效的。 事实上目前全球尚无因疫苗无效而由蝙蝠狂犬病毒引起的人狂犬病病例发生。 3.  中国有当前疫苗可能无效的蝙蝠狂犬病毒吗? 2,3 型病毒是不是只出现在非洲的食果蝙蝠? 简答: 2 型病毒是只出现在非洲的食果蝙蝠, 3 型病毒也只出现在非洲,但宿主尚不确定。 (二)若干解释和背景资料:  1.  狂犬样病毒属 (Lyssavirus genus) 已知共 12 种病毒的分类: 狂犬病毒属于弹状病毒科狂犬样病毒属 (Lyssavirus genus) 。到 2009 年,经国际病毒分类委员会( ICTV )审定,共有 11 种病毒归属于狂犬样病毒属 (http://www.ictvonline.org) 。这 11 种病毒包括:狂犬病毒( RABV )、 Lagos 蝙蝠病毒( LBV )、 Mokola 病毒( MOKV )、 Duvenhage 病毒( DUVV )、欧洲蝙蝠狂犬病毒 1 型( EBLV-1 )、欧洲蝙蝠狂犬病毒 2 型( EBLV-2 )、澳大利亚蝙蝠狂犬病毒( ABLV )、 Aravan 病毒( ARAV )、 Khujand 病毒( KHUV )、 Irkut 病毒( IRKV )和西高加索蝙蝠病毒( WCBV )。 此外, 2010 年报导了又一种尚待进一步分类的新病毒—— Shimoni 蝙蝠病毒。 目前,总共有 12 种可能属于狂犬样病毒属的病毒。其中有 7 种已确定基因型,有 5 种的基因型尚待确定。 在这 12 种病毒中,除基因 3 型病毒( MOKV )的宿主尚不确定以外,另 11 种病毒都可在蝙蝠中发现 。在这 11 种可在蝙蝠中发现的病毒中,除基因 1 型病毒( RABV )可感染多种哺乳动物以外, 另 10 种病毒只在蝙蝠中发现 ( 蝙蝠是这 10 种病毒唯一的贮存宿主和病媒生物 )。 2.  蝙蝠狂犬病毒的致病性-当前的狂犬病疫苗有用吗? 除了 1 型狂犬病毒,属于狂犬样病毒的所有病毒,都已证实(如 ABLV 、 DUVV 、 EBLV 、 MOKV )或预期(如 ARAV 、 KHUV 、 IRKV 、 WCBV 和 SHIBV )可使人患致命的狂犬病样脑炎。 但 1 型以外的蝙蝠狂犬病毒仅非常偶然地分别 发生在欧洲、非洲或澳洲,实际引起人类狂犬病的病例极为罕见,每种基因型引起的人类病例数都仅为 0 - 2 人, 50年来全球有记载的基因 1 型以外的所有人狂犬病病例数迄今总共不超过 10 人。 根据基因构成、血清学交叉反应和对动物致病性的不同,狂犬样病毒的已知七种基因型可划分为 2 个遗传谱系 : RABV 、 DUVV 、 EBLV-1 、 EBLV-2 和 ABLV 属于遗传谱系 I ; LBV 和 MOKV 属于遗传谱系 II 。 在接种当前通用的狂犬病疫苗(属于遗传谱系 I 中的基因 1 型)可预防所有属于遗传谱系 I 的病毒感染 ,对遗传谱系 II 病毒的保护作用则可能降低甚至完全无效(目前尚未进行完整的评估)。直接针对遗传谱系 II 病毒的疫苗也有人正在研究。 但实际上遗传谱系 II 的两种病毒:属于基因 3 型的 MOKV 可能与蝙蝠无关;只有基因 2 型的 LBV 在蝙蝠中发现, 至今尚无 2 型病毒引起人狂犬病的病例报告 。所以 迄今在全球尚未发生过因当前狂犬病疫苗对蝙蝠狂犬病毒无效而引起的人狂犬病病例。 3.  在中国目前发现的狂犬病毒全部属于基因 1 型,尚未发现其他基因型的狂犬病毒。尚未确认发现任何蝙蝠狂犬病毒。 在中国,有部分单位多年来分别先后收集了数以千计的蝙蝠样品,迄今尚未分离到蝙蝠狂犬病毒,也未检测到狂犬病毒的抗体。有极个别的关于人因蝙蝠而患狂犬病的报告,但缺乏实验室检测的数据支持,或证据不夠充分,尚未得到学术界的肯定。 目前在世界各地(包括西半球的美国), 在蝙蝠中流行的狂犬病毒绝大多数也属基因 1 型,当前的狂犬病疫苗是非常有效的。 所以根据现有资料, 目前在中国因蝙蝠而引发狂犬病的可能性很小 。万一担心暴露于蝙蝠可能感染狂犬病, 接种当前的人用狂犬病疫苗是有效的 。 以前已接种过狂犬病疫苗的可不必加强接种 ,因蝙蝠狂犬病毒通常毒力较低,估计较低的抗体水平也能抑制感染。
个人分类: 狂犬病防治|55820 次阅读|104 个评论
【翻译】蝙蝠回声定位经过了几次进化??
Bearjazz 2011-1-15 11:27
【翻译】蝙蝠回声定位的进化概述 ( Li et al., 2007 ) 熊荣川 译 随着研究的深入,我们对于现存蝙蝠类群的系统发育关系认识得到了相当的深化。蝙蝠类动物祖先大概是在 8000 万年前从 劳亚兽总目分化出来并在始新世形成多种古蝙蝠类物种。 传统的观点把蝙蝠(翼手目,译者注)分为两个亚目,即小蝙蝠亚目 Microchiroptera (使用喉部部发出的超声进行回声定位)和大蝙蝠亚目(旧大陆果蝠类,辖单科 狐蝠科 Pteropodidae )(大蝙蝠亚目不使用喉部发出超声进行回声定位,译者注)。但是,前者(小蝙蝠亚目的分法)已被证明存在争议。取而代之,现代更为可信的分子系统进化树将大蝙蝠类群及原属小蝙蝠亚目的菊头蝠总科的部分物种(蹄鼻蝠和 allies )划为新的一支叫做 Yinpterochiroptera ;其它的小蝙蝠亚目则单独聚为一支。这一新的分类产生了这样一个问题,喉音回声定位是两次独立进化的结果还是只是一次进化后在旧大陆果蝠中发声丢失。即使化石类蝙蝠和现存回声定位物种的相似性似乎支持前面一种假设,还是有研究支持两个喉音回声定位类群的趋同进化。 考虑到个洞栖果蝠属 Rousettus 物种后来进化出简单的弹舌音回声定位,喉音回声定位的丢失解释相对更为可信。 关键词:蝙蝠 回声定位 分子系统 Our understanding of the phylogenetic relationships among extant bat species has increased considerably over the past two decades ( Hutcheon et al., 1998 ; Murphy et al., 2001 ; Springer et al., 2001 ; Teeling et al., 2002 ; Van den Bussche et al., 2004 ; Eick et al., 2005 ; Teeling et al., 2005 ) . Bats diverged from other ordinal groups within the Laurasiatheria around 80 million years ago ( Springer et al., 2001 ) and diversified in the early Eocene ( Teeling et al., 2005 ) . Bats were traditionally split into the two suborders Microchiroptera (bats that echolocate by producing sounds in the larynx) and Megachiroptera (Old World fruit bats represented by the single family Pteropodidae), however, the former is now known not to represent a true clade. Instead, the emerging and highly resolved molecular tree places all megachiropterans (which do not possess laryngeal echolocation) with some members of the microchiropteran superfamily Rhinolophoidea (horseshoe bats and allies ) in a proposed new clade called the Yinpterochiroptera ( Springer et al., 2001 ; Teeling et al., 2002 ; Teeling et al., 2005 ) . Other microchiropterans group together in a second clade-the Yangochiroptera-and this new arrangement raises the question of whether laryngeal echolocation has either evolved twice independently or has been lost in the Old World fruit bats ( Springer et al., 2001 ; Teeling et al., 2002 ; Teeling et al., 2005 ; Jones et al., 2006 ) . Although similarities between early fossil bats -which appear basal to all other bats-and extant echolocating species appear to support the latter scenario ( Jones et al., 2006 ) , others have argued in favour of convergence in the two clades ( Eick et al., 2005 ) . A possible loss of laryngeal echolocation appears especially interesting given that one genus of cave roosting fruitbat ( Rousettus ) has subsequently evolved a simple from echolocation based on tongue clicking ( Jones et al., 2006 ) . 参考文献 Eick G. N., Jacobs D. S.,Matthee C. A. (2005). A nuclear DNA phylogenetic perspective on the evolution of echolocation and historical biogeography of extant bats (Chiroptera). Molecular biology and evolution 22 (9): 1869-1886. Hutcheon J. M., Kirsch J. A.,Pettigrew J. D. (1998). Base-compositional biases and the bat problem. III. The questions of microchiropteran monophyly. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 353 (1368): 607-17. Jones G,Teeling EC (2006). The evolution of echolocation in bats. Trends in Ecology Evolution 21 (3): 149-156. Li G, Wang J, Rossiter SJ, Jones G,Zhang S (2007). Accelerated FoxP2 evolution in echolocating bats. PloS one 2 (9): 1-10. Murphy W. J., Eizirik E., O'Brien S. J., Madsen O., Scally M., Douady C. J., Teeling E., Ryder O. A., Stanhope M. J., de Jong W. W.,Springer M. S. (2001). Resolution of the early placental mammal radiation using Bayesian phylogenetics. Science 294 (5550): 2348-2351. Springer M. S., Teeling E. C., Madsen O., Stanhope M. J.,de Jong W. W. (2001). Integrated fossil and molecular data reconstruct bat echolocation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98 (11): 6241-6246. Teeling E. C., Madsen O., Van den Bussche R. A., de Jong W. W., Stanhope M. J.,Springer M. S. (2002). Microbat paraphyly and the convergent evolution of a key innovation in Old World rhinolophoid microbats. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 99 (3): 1431-1436. Teeling E. C., Springer M. S., Madsen O., Bates P., O'Brien S. J.,Murphy W. J. (2005). A molecular phylogeny for bats illuminates biogeography and the fossil record. Science 307 (5709): 580-584. Van den Bussche R. A.,Hoofer S. R. (2004). Phylogenetic relationships among recent chiropteran families and the importance of choosing appropriate out-group taxa. Journal of Mammalogy 85 (2): 321-330.
个人分类: 生活点滴|5472 次阅读|0 个评论
我国青年学者关于蝙蝠性行为的论文获得2010年“搞笑诺贝尔奖”
wangdh 2010-10-2 23:07
我国青年学者关于蝙蝠性行为的论文获得2010年搞笑诺贝尔奖 从网上消息得知广东昆虫研究所的张礼标博士及其研究小组2009年发表在期刊 PLoS ONE 上的论文:蝙蝠的口交可以延长交配时间,荣获2010年生物类的搞笑诺贝尔奖( Ig Nobel Prizes ) 。大家应该都知道了搞笑诺贝尔奖的含义,研究内容有趣(被称为不可思议的科学),也是很严肃的科研工作。所以,这个研究成果能获得这个奖励也是值得祝贺的一件事情。 目前学术界认为,除了人类和灵长类动物之外,还没有报道其他动物有类似人类的口交行为。张博士等的论文采用红外摄像技术发现,短鼻果蝠的雌性对于雄性有舔性器官的行为(称为口交行为)。这种蝙蝠的婚配特点是一雄多雌,雄性负责保护资源。所以在栖息点,一个性活跃的雄性会与一群雌性生活在一起。雌性个体争夺交配权对于传播自己的基因是很重要的事情。研究人员通过分析他们的视频还发现,有70%的雌性蝙蝠会有口交行为,并且口交次数越多,获得雄性的交配时间就越长。他们的解释是:口交能维持雄性蝙蝠生殖器的勃起,增加交配时间,这种行为可能会有进化意义。 动物的行为学研究一直是很吸引人的一个领域。由于行为学与心理学的关系(比较心理学的主要研究内容是行为学内容,心理学在我国的发展经历了很曲折的过程),所以动物行为学研究在我国的发展起步较晚。由于传统文化的禁忌,关于动物性行为的研究更是少见。生存和繁殖是生物的两大基本功能,自然也就是生物学研究的两大核心内容。动物行为学研究的论文最多的两个领域是生存对策和繁殖对策。所以,关于动物繁殖(包括性行为及其功能和进化意义)和生存策略的研究,都是很重要很有兴趣的课题,也是能够发Nature、Science 等好文章的课题。可喜的是近几年国内学者关于灵长类、鼠类、鸟类、两栖类等动物类群的性行为研究逐渐多了起来,已经有不少好文章发表,给我们理解动物世界的多样奇妙提供了新的认识。毫无疑问,随着神经生物学、基因组学等学科的发展,对于行为的调控机理和功能作用的理解会逐步深入,也很迫切。行为学模式的描述只是第一步,后面的更加深入的工作还很多。 论文 : Tan M, Jones G, Zhu GJ, Ye JP, Hong TY, Zhou SY, Zhang SY, Zhang LB (2009) Fellatio by Fruit Bats Prolongs Copulation Time. PLoS ONE 4(10): e7595. doi:10.1371/journal.pone.0007595 (注:照片来自网络,致谢) PDF 文本: 蝙蝠行为学论文
个人分类: 科普随笔|14939 次阅读|16 个评论
动物界的"模范"性爱夫妻
xpzhan 2010-7-9 23:58
短鼻水果蝠是动物界的模范性爱夫妻。说到模范夫妻的动物非鸳鸯莫属,怎能轮到奇丑无比的蝙蝠?况且有一类蝙蝠叫吸血蝠,令人想起恐怖的吸血鬼!其实对于中国人来说还真有更令人毛骨悚然的,那就是中华菊头蝠--它是萨斯病毒的宿主。在2002-2003非典爆发时,裸子狸一度为它背了恶名。我做研究生时,曾经用过几种蝙蝠,其中就有中华菊头蝠和他的近亲大马蹄蝠。这类蝙蝠有完美的声纳系统,它的回声定位功能是当今最先进的雷达系统所不能及的;具有重要的科学研究价值。从事蝙蝠的听觉专家相信,由于蝙蝠的听觉系统发达,它的某些声音处理机制可以为人类语言的研究所借鉴。 蝙蝠是哺乳类里的一个大家族,但中国没有吸血蝠。这里要谈的是来自中国南部的另一种蝙蝠,短鼻水果蝠或犬蝠,以吸食植物的体液为生,能帮助植物传花授粉。要介绍的工作是中国本土学者广州昆虫研究所的张礼标博士贡献的,于2009年发表在知名综合性学术杂志PlosOne上。这篇论文在国际学术界引起了广泛的关注,我还是从David Linden(editor-in-chief, Journal of Neurophysiology)得知该文。除灵长类外,这是目前唯一被发现的具有口交行为的哺乳动物。论文作者在广州的越秀公园捕捉到该种蝙蝠,从以下视频(网址1: 视频 ,来自Youtube;或者网址2: 视频 ,来自原文)中,你可以看到倒挂着一前一后一对雌雄水果蝠正在正在享受鱼水之欢,面对摄像机镜头,旁若无人。令人惊奇的是,在交配时,尽管雄性的阴茎头在雌性的阴道里,雌性蝙蝠仍然不停地亲吻雄性伴侣阴茎的根部,使交媾的时间得以延长。反之,如果雌性蝙蝠不去舔舐雄性的阴茎,则交媾时间大大缩短。两只蝙蝠如此默契,看来连阿娇陈冠希也自叹不如。我从未去过广州,想必美丽的越秀公园不仅是谈情说爱的好去处,也是进行性启蒙和性教育的好场所。 动物为什么进化如此奇妙的行为?这是与它的飞翔行为相适应的。因为蝙蝠需要在空中完成高难度繁殖活动,包括交配、分娩和哺乳。蝙蝠不像同样飞翔的鸟类会筑巢育雏,小蝙蝠出生后需要时刻叼着母蝙蝠的奶头,跟随大蝙蝠一起飞翔。稍有不慎,就会被抛到空中摔死。蝙蝠通过高级发达的交配本能,达到高效率的受孕率。此外,作者认为,第一,蝙蝠通过舔舐,把唾液当"伟哥",促进阴茎的勃起,同时用唾液作为润滑剂,增加交媾的舒适感;第二,利用唾液杀死细菌、真菌、病毒,达到消毒防止性病的作用,保护雌性蝙蝠自身;第三,通过舔舐行为,获得雄性动物的遗传信息,检测组织相容性,如果雌性蝙蝠认为雄蝙蝠不般配,她就会终止舔舐行为和性交。对于第三条,引来不少争论,因为如果雄性在雌性作出“判断”以前射精,那么她的“检测”工作岂不是马后炮,恐怕她将后悔莫及。这是笑话,当然蝙蝠的这种行为只是它们程序化的本能,它们不会像人用心计。   这项研究还有引申出一些问题。雌性蝙蝠的唾液在繁殖期和非繁殖期是否成分一样,也就是说到底是舔舐行为的机械刺激还是唾液维持阴茎的勃起?或者二者都需要。如果只是后者需要的话,那么是否可能根据它的成分发明一种纯天然无副作用的“伟哥”,让廉颇不再老矣。由于蝙蝠身体带有大量细菌、真菌和病毒,蝙蝠的唾液是否有特殊之处以起到杀菌消毒的作用。假如我的猜测和分析有点靠谱的话,这项发现岂不异于一个金矿。看来中国的生物多样性研究大有作为。十分期待这项工作进一步深入探讨下去,也期盼着中国的“蝙蝠哥”,“食果妹”与伟哥一争高低。 哈哈:这项研究或2010年另类(搞笑)诺贝尔奖!! 延伸阅读: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0007595
个人分类: 论文论点|1400 次阅读|3 个评论
御风而行
eloa 2009-6-13 09:34
瘦驼 发表于 2009-06-12 21:11 人类本质上是一种运动能力极端退化的动物,与人个头相仿的动物,绝大多数都能在运动场上让人输到无地自容。不过,虽然游不过海豚,跳不过羚羊,甚至跑不过大熊猫,好歹我们还对可以这些竞技说重在参与,而有一种运动能力,却是长久以来只能在大脑中YY才能拥有的:飞行。 自从人类拥有了想象力而成其为人以来,飞行之梦就一直萦绕于整个历史,然而在这条时间长河的绝大多数瞬间里,我们的祖先能做到的只是仰天长叹,看看那些潇洒的飞行动物。 更具有讽刺性的事实是:现今地球上大多数的动物都会飞,这一点恰恰因为人类自己不属此列而被忽视。要知道,已知的昆虫种类多达百万之巨,还有至少400万种尚未命名,加起来占地球现存动物物种的78%,其中不会飞的种类只有寥寥数万种。就数目而言据科学家估计此时此刻,有10的19次方个(也就是1千亿亿个)会飞的虫子与你我共同生活在这个不怎么大的星球上。当然,这些昆虫往往被视而不见,就连它们高超的飞行技术也不过最近才得到人的关注。 剩下的飞行动物也同样数量庞大,其中的主力就是鸟。现存为我们所知的鸟类有9600多种,远多于人类所属的哺乳动物(只有4000多种)。即便是在哺乳动物中,会飞的动物数量也远远多于人们的想象,哺乳动物中的飞行家蝙蝠就有990种之多。另外,在遥远的中生代,还生活着大量会飞的爬行动物翼龙,它们中有些种类是有史以来最大的飞行动物。 这四大类占据了飞行动物的绝大部分名单。 什么叫飞 要探究动物飞行的奥秘,先要界定飞行的概念。首要的,飞行是一种克服地球引力的运动方式,一只跳蚤跳得再高,它并不想用任何方式来产生哪怕一丁点儿的升力,所以它仍然只是在跳,不叫飞;其次,飞行应当是一种主动的行为,一条被龙卷风卷到大街上的鱼显然不能被认为是飞行动物;最后,飞行应该是一种可控的运动方式,失足跌下悬崖的人,不管他是主动还是被动,或者他伸展双臂作出超人状,那顶多算是跌得好看,与飞无关。 有了这个框架,我们就可以定义动物飞行的种类了。 滑降/滑翔:如果仅仅是依靠重力作为飞行的动力,就要归为此类。在这种情况下,前进的距离小于下降的高度,也就是滑翔角大于45度时,称为滑降。如果技艺再高超些,滑翔角小于45度,就可以称为滑翔了。这可能是最简单的飞行方式之一。 扑翼飞行:这是最为人知的飞行方式动物通过不断扇动翅膀产生升力和推力,从而能持续的飞行。 展翅翱翔:翱翔,很多人将其与扑翼飞行混为一谈,的确,很多翱翔飞行的动物本身也是扑翼飞行者,但两者间有着截然不同的空气动力学原理。 从帆船好手起家 当你在花园里驻足观察那些胖胖的蜜蜂在花丛中起起落落,或者在厨房手拿蝇拍对着狡猾的苍蝇无可奈何时,你一定认同以下观点:把飞行家这个名号冠于昆虫身上是当之无愧的。昆虫不仅是规模最为庞大的飞行者家族,也是地球上最早掌握这项技术的先驱者。人们在距今3.5亿年前的石炭纪地层中发现了最早的有翅昆虫的化石,而这,仅仅发生于第一批动物登上陆地的7000万年后。 地球上的第一次飞行是个什么场景?这一历史性的时刻早已消失在岩层之中,不过,如果你足够幸运的话,在暮春时节的某一天,来到一条清澈溪流旁,会看到那一幕的再现。因为当年第一批飞行者的后代仍然活跃在我们的星球上,它们就是蜉蝣。现存的蜉蝣大约有2500种,多数是体长1厘米左右的小虫,它们有两对透明的翅,前翅大而后翅小。《诗经国风曹》中有一首诗专门描写这种小虫的翅:蜉蝣之羽,衣裳楚楚。心之忧矣,于我归处?蜉蝣之翼,采采衣服。心之忧矣,于我归息?这种小虫的著名特性是成虫不进食,寿命很短。中国古人早就注意到这一点,形容它不饮不食,朝生暮死。几乎同时代,亚里士多德命名其短促,这一希腊词演化到英语就是ephemeron,为蜉蝣的统称。 蜉蝣生命的绝大多数时间生活在水中,以藻类为食,当它们准备好繁殖,便爬出水面,在水边的植物上蜕皮,成为有翅的成虫。这些获得新生的小虫子并不急于飞行,多数时候会聚集在水面上,伸展双翅,在微风的吹拂下于水面上滑行。当时机成熟,便风中舞动,在空中完成婚配。不久,雌虫产卵,刚刚脱离水面不过十几小时的蜉蝣们再次落回小溪,这也意味着它们个体生命的终结。公元3世纪的文学家郭义恭在他的《广志》中这样描述:蜉蝣在水中翕然生,覆水上,寻死,随流而去。 目前,多数昆虫学家认为,最早的昆虫也像蜉蝣一样,是从水面滑行演化到飞行的,最早的翅应该是风帆,而非机翼。而翅的起源在科学界已经有了比较公认的理论它源于水生昆虫幼虫的羽状鳃,这种生在体壁两侧的鳃在蜉蝣的水中生活阶段发挥了巨大的作用。这种推测得到了分子生物学的佐证,德国分子生物学家麦卡利斯阿维洛夫(Chalis Averof)和斯蒂芬柯恩 (Stenphen M. Cohen)早在1997年发表的一篇文章中指出,控制翅膀发育的几个关键基因在其他无翅节肢动物中调控羽状鳃的发育。 昆虫的翅是一个工程学奇迹:一片几丁质的薄层,没有任何骨骼和肌肉的支撑。几丁质是构成昆虫外壳的多糖分子,说起来与淀粉、植物纤维同属一家。这种物质本身柔软而坚韧,在这方面碳纤维复合材料都无法与之相比。几丁质中贯穿着翅脉,它们是液压管道,正是这些液压管道让昆虫的翅膀有了足够的刚性来满足飞行时巨大的应力考验。与鸟、蝙蝠的翅膀一样,昆虫翅膀的剖面上端弯曲下端平直,这使得空气流过翼面时产生升力。不过如果你要以为昆虫的飞行不过如此,那就大错特错了。 昆虫与其他任何飞行动物的标志性的区别,在于它们扇动翅膀时高得惊人的速度蜻蜓一般为每秒200次,而蚊子和马蜂则能高达每秒1000次。想想看,把一辆汽车的油门踩到底,怒吼的引擎也只有每分钟数千转而已。不仅如此,如果逐格回放高速摄像机拍摄的昆虫飞行影像,你会惊奇地发现,昆虫扑翼可不简单是上下运动,它们翅膀的攻角(也就是翅膀平面与气流的角度)处于时时变化中,而从侧面观察,昆虫的翅膀其实是在划八字形。直到最近,人们把昆虫放进风洞好好研究了一番才发现,其实这些小家伙的翅膀是在空气中制造涡流,依靠这些可控的涡流,它们的翅膀在向下和向上拍动时都能产生升力,这是鸟与蝙蝠绝对无法做到的。现代航空界中对可控涡流的研究和应用只不过是最近十几年的事,这还多亏了超级计算机的帮助。一只小蜜蜂借助这些涡流,产生达到其体重3倍的升力,而向前的推力则是体重的8倍之多,与之相比,一架战斗机的推力/重力比能达到2就可以笑傲江湖了。这样你就不难理解,为什么苍蝇能在空中做出令人匪夷所思的急转弯了。 当然,这一切代价也相当高昂,飞行是件十分费力的活儿,一只果蝇飞行1小时就要消耗掉体重的10%。当然,果蝇使用碳水化合物作为动力来源,这有点儿不太划算,其他很多昆虫直接利用脂肪作为燃料,便让航行经济性大为改观。所以你绝对不能小看昆虫的能力,一只小小黑脉金斑蝶能以每天150公里的速度连续飞行3000公里,完成从北美到中美洲的长途迁徙。 逍遥而生 长途迁徙,在昆虫界是少数勇士才敢尝试的壮举,而在鸟类中则是家常便饭。2007年3月28日,一只斑尾塍鹬悄悄降落在黄海海滨,鸭绿江口。这只体长不过40厘米的水鸟绝对值得大家起立鼓掌,因为根据固定在身上的卫星定位装置显示,它不间断飞行了9天,从遥远的新西兰北岛泰晤士河口而来,总行程达到了10200公里,这是迄今为止鸟类不着陆飞行的世界纪录。 鸟为什么这么能飞?可以说它们就是为了飞翔而生的。看一只鸟,首先映入眼帘的自然就是那满身羽毛。现存动物中,只有鸟类长着羽毛,被归为四种基本类型:体羽、绒羽、翼羽和尾羽。体羽就是覆盖鸟类身体表面的那种小型羽毛,主要作用是塑造鸟光滑的流线形身体;绒羽则是人们用来填充枕头和被子的那种细小羽毛,作用当然是保温隔热;翼羽是飞行的关键,也叫飞羽,只存在于鸟的翅膀上,它是不对称的,有助于形成上弯下平的翼面;而尾羽则通常是对称的,起到舵的作用。如果用放大镜仔细观察,你会发现飞羽的边缘绝非光滑,而是布满小勾,这让飞羽与飞羽之间牢固链接,如同尼龙快搭扣一样,让整个翼面结成整体。 鸟的翅膀形状也千差万别,长短宽窄各不相同,这都是鸟根据自己的生存条件量身定做的。翅膀长度和宽度的比在航空学上称为展弦比,展弦比越大的翅膀飞行阻力越小,但是机动性越差,所以那些不需要经常改变飞行方向的鸟的翅膀大多细长,比如信天翁,它翅膀的展弦比达到了25,而麻雀的展弦比只有5带着一对冗长的翅膀在树丛里穿来穿去显然太不方便了。翅膀的尺寸也是很有讲究的,升力和阻力都与翼面积和速度平方的乘积成正比,所以这类大翅膀的鸟往往是不需要快速飞行的。猛禽或许是个例外,它们也都有一双巨大的翅膀,同时需要快速俯冲来捕猎。这不要紧,鸟翅膀与飞机翅膀最大的不同在于它灵活可变。游隼在俯冲时将翅膀完全收起,整个身体好似一枚炮弹,这让它的极端速度达到了每小时400公里。而需要长距离飞行的动物翅膀相对都比较小,比如天鹅,这让它们飞行的阻力更小,但伴随而来的弊端是起飞更困难,需要在水面或地面上长距离助跑获得初速度。大翅膀的鸟则要潇洒许多,翼展3米以上的信天翁或者康多兀鹫只需要从它们位于悬崖顶端的巢中跳入蓝天就可以自由翱翔了。 确实,翱翔是所有飞行中最逍遥的一种。伟大的庄子在《逍遥游》中有对扑翼飞行和翱翔的精彩解释。学鸠讥笑大鹏:我决起而飞,枪榆枋而止,时则不至而控于地而已矣,奚以之九万里而南为?扑翼飞行与展翅翱翔是完全不同的两种飞行方式,难怪学鸠无法理解。翱翔与滑翔也不一样,看起来都是不扇动翅膀,实则滑翔是屈服于地球引力,而翱翔则是借助外力无视地球引力。翱翔又分为静态翱翔和动态翱翔,前者借助热气流太阳加热地面,裸露的岩石或土壤由于比热容低,升温更快,于是加热了近地面的空气,而热空气比重小,于是便上升,形成上升气流。这些上升气流好像肉眼看不见的螺旋形山峰,秃鹫、兀鹫和很多猛禽正是借助这些热气流长时间停留在高空。而动态翱翔则要借助稳定的迎面气流,大洋上风带提供了这种条件,信天翁和许多其他海鸟就可以在风里一飞数日不用扇动一下翅膀,正像庄子笔下的列子,御风而行,泠然善也。 庄子对翱翔的本质有着深刻的理解,《逍遥游》中说:大鹏鸟要向南海迁徙时抟扶摇而上者九万里,去以六月息也,这正是海鸟翱翔要借助特定时节信风的写照。以及风之积也不厚,则其负大翼也无力,非洲草原上的秃鹫总是在近午时分才纷纷飞上九天,正是等待热气流的足够厚。 然而,第一只鸟儿并不逍遥,反倒看起来很笨拙。目前公认鸟类起源于1.5亿年前一类两脚行走的小型兽脚类龙。近年来中国辽西地区不断出土的长羽毛的恐龙和原始鸟类化石证明了这一点。 恐龙是如何飞起来变成鸟的?学术界争论颇多。最早的观点认为最早的鸟一定是从树梢上滑翔下来的,像今天的鼯鼠一样,怀疑者拿出两点反驳的证据:首先,这些原始鸟类的爪子适合奔跑却并不适于爬树;其次,如果滑行可以演变为扑翼飞行,那为何鼯鼠经过这么多年演化也没有一飞冲天? 第二派观点认为最早的鸟像今天的鸵鸟,只会跑不会飞,翅膀的用处是用来辅助奔跑,如果你曾经试图抓住一只鸡,那一定会对快速逃跑的鸡那扇动的翅膀印象深刻。这个理论在事实面前是站不住脚的,漏洞在于即使现今不会飞的鸟的祖先都曾经飞翔过。更重要的一点是,自下而上总比自上而下更费力,因而也更加不太可能。 还有一派也认为鸟是从地面升到空中的,不过以肯戴尔(Ken Dial)为代表的这批生物学家对原始翅膀的功用有着不同的理解,他们认为原始的翅膀是用来让奔跑的原始鸟类爬陡坡用的,此观点来自于他们对一种现代鸟类石鸡进行的观察和研究。 不管是哪种理论,除了少数顽固派,绝大多数古生物学家都认同鸟类的恐龙起源说。甚至,他们中的很多认为,可以把鸟看成恐龙的延续,毕竟两者之间有太多太多共同之处。所以,你想重回侏罗纪?那就去观鸟吧。 复制风神 早在第一只恐龙飞起来之前,地面上就已经出现过巨大的带翅膀的阴影,这是翼龙留下来的。翼龙其实不是恐龙,它们是与恐龙并列的大家族。翼龙家族早先都是中小型的飞行动物,而后与恐龙一样,走上了大型化的道路。白垩纪,地球的天空中前无古人后无来者的最大动物出现了,这就是风神翼龙,又名披羽蛇翼龙。化石出土于美洲的这种中生代怪物,翅膀展开有12米之巨,与一辆公交车相仿。想象一下一只飞行的长颈鹿,这是何等的壮观景象。这么庞大的动物是怎么飞起来的,古生物界和航空界吵得不可开交,多数认为风神翼龙同现代的信天翁相仿,是驾驭气流的翱翔高手。由于化石证据还不够充分,所以很多研究者把视线投向了复制翼龙。当然不是像《侏罗纪公园》那样,他们尝试用现代材料构造翼龙模型,进行放飞实验。这种实验自上世纪80年代开始一直在进行,突破却很少,以翼龙细弱的骨骼支撑如此之大的翅膀,这对现代工程学还是个不小的挑战。 夜行蝙蝠侠 翼龙的翅膀是连接前后肢的巨大皮膜,这一点与现代的蝙蝠十分相像。蝙蝠是唯一会扑翼飞行的哺乳动物,它的历史相比上面几种要短得多。迄今发现最古老的蝙蝠化石不过是5~6千万年前形成的,而在这短短的时间里,蝙蝠的家族几乎扩张到了整个地球除了个别偏远岛屿之外所有有树的地方。蝙蝠的种类数量都超乎人们想象,这多半是由于它们善于躲藏,并且只在夜间行动。自古以来,除了在中国因为谐音福而获得了部分认可之外,在其他各国文明中这种暗夜飞行家都有着不太好的名声。其实单就飞行技巧而言,蝙蝠理应得到人们的尊重。它的翅膀几乎没有肌肉,是由两层皮肤组成的,布满了弹性纤维和血管。普通蝙蝠翅膀皮膜的厚度仅有0.04毫米,与超市塑料购物袋相仿,但强度高得多。更令人称奇的是皮膜还有很强的自我修复能力,一旦不慎被刺破,伤口很快便会愈合。 相比它们的体型,蝙蝠的体重很轻。以已知现存最大的蝙蝠菲律宾果蝠为例,这种翼展达到1.5米的大个儿体重只有不到1.5千克。即便如此,飞行仍然相当耗费体力,在飞行时,蝙蝠的心率常可达每分钟1000次,呼吸频率也有每分钟200次。为了节省体力,它们即便置身温暖的环境中也会进入类似冬眠的状态,让代谢率下降。 蝙蝠似乎飞不快,也飞不高,更飞不远,但以精确著称。鸟类控制翅膀只有两对大肌肉,蝙蝠却有九对。构成蝙蝠翅膀的骨骼含钙量很低,因而特别柔软,其横截面也由圆形变成长方形,这使得整个骨架的延展性更强,加之蒙在骨架上的皮膜比普通哺乳动物的皮肤柔韧得多,这样一来整个翅膀充满了弹性,绝非鸟翅那样僵硬。这对柔软的翅膀让蝙蝠成为了在空气动力学上最完美的一类飞行动物。在2007年5月11日出版的美国《科学》杂志的封面文章中,几位来自德国、瑞典和美国的科学家也证实了这一点。因此,蝙蝠可以飞进极其狭窄的缝隙,这使得洞穴成了它们主要的安身之所。 蝙蝠远非最早飞行的哺乳动物,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所客座研究员孟津与该所胡耀明、王元青、汪筱林和李传夔在我国内蒙古宁城发掘出一具完整的哺乳动物化石。化石显示这种松鼠大小的动物有着与现代鼯鼠十分相似的结构,而时间却可以追溯到1.25亿年之前,这种动物被命名为远古翔兽。远古翔兽滑翔的模样,今天可以在许多哺乳动物身上看到,它们分别是生活在澳大利亚的考拉的近亲袋貂和袋鼯,分布在东南亚雨林中的鼯猴,以及分布在亚洲的鼯鼠,也就是小学课文里的寒号鸟。这三类动物各自在不同的时期演化出了类似的滑翔技巧,可见飞行对所有的动物都有巨大的吸引力。 另类飞行家 鱼离不开水,这是常识。所以让鱼飞入空中,必须要有不得已而如此的理由,逃命,自然算一个。全世界有50多种飞鱼,全部生活在海洋中,它们的胸鳍极端发达,也演化出了上弯下平的剖面。当有捕食者追击时,它们会跃出海面展开胸鳍,一般来说滑翔3、50米不成问题。最近有人拍到一段视频,显示一条飞鱼连续滑翔了45秒之多,距离超过200米。空气阻力只有水阻力的1/800,跃入空中避开敌人的飞鱼想来感觉十分轻松。 电影《无极》中的人肉风筝现实中是否存在?至少在蜘蛛的世界里,这是相当普遍的飞行方式。许多种类的蜘蛛刚孵化出来,就会寻找制高点,比如一棵小草的顶端,然后向天空中喷出一条丝线,之后转身,爬上丝线,让风把它们带到远处。这可以让它们分布得更分散,避免同胞兄弟为着一点食物资源互相竞争。乘坐热气球的科学家曾经在6000米高空捕捉到飞行的蜘蛛,虽然已经冻僵,不过只要温度回升就会重新活泛起来。真是好风凭借力,送我上青云。 飞行动物的名单里,我们还要加上软体动物的名字,几种太平洋枪乌贼会像飞鱼那样跃出水面逃生,在空中它们还会喷出液体,靠反作用力提高飞行速度和距离,这种火箭式飞行乃动物界独一无二。 还有两栖动物中的蛙,比如黑蹼树蛙,伸展开巨大的脚蹼,可以让它们从一棵树滑翔到另一棵树。 爬行动物里自有继承了翼龙伟大衣钵的,许多种蜥蜴和壁虎可以靠蹼,或者极度扩张的肋骨撑开的身体滑翔。没有脚的蛇也不甘示弱,东南亚丛林中的天堂树蛇靠着拉扁的身体像一条丝带一样在树梢间滑翔,不但一次能飞100多米,还能在空中转个弯。 这份名单目前还没能给人类增设一个位置,对于17世纪才借助热气球初尝克服重力的美妙滋味的这种动物来说,他们如今在某种意义上确实已经成为了飞得最快最高的,但,那是借助身外之物。 本文已刊于《新发现》。
个人分类: 生物|1901 次阅读|0 个评论
蟾蜍为什么吃玻璃?
热度 5 zhanlikui 2008-12-9 21:36
记得小时候一件事,那时几很少有家庭作业,也可说不会了事,亦或课前照同学复制一下,闲暇时间多一点,逛到屋檐看见一只癞蛤蟆(蟾蜍),据说蟾蜍只能看到活动的物体,用小树枝拨动它眼前的玻璃渣(体积如蚕豆大小,不算小),拨动第一下没反应,拨第二下,它似乎把头昂起了一点,第三下,视乎似扭头做侧视状盯住玻璃渣,第四次拨动,突然,玻璃渣不见了,咦!哪里去了?应该是它把玻璃吃掉了!那个动作瞬间完成,完全看不清是怎么吃下去的,我兴趣来了,又砸了一些玻璃碎试之,照吃不误,然后我又试了小石子,碎木头,都被吃掉了,几天都惦记着这事,在附近寻找,没有发现死的蟾蜍,不知道它是否还活着。我观察过蟾蜍吃蚊子或小虫子的样子,很可爱,我并不觉得蟾蜍难看。 后来有时思考这一现象,蟾蜍有没有味觉?消化排泄能力应该很强,对有毒的东西具有免疫能力?哪些时候总是想些无用的事,飞蛾记得蛹时的遭遇吗?为什么儿童觉得一天时间很长?不是情感因素,小时候对时间的感受不一样? 第二个事情,早年我装修平房,厨房搭建在房前的空地上,由于安装洗衣机要个排水道,我就在地面试挖了几个坑,没有完成找下水道工作,因公务出差,不了了之,六天后回来, 发现其中的一个坑上面有许多新土,再细一看,通到下水道了,大喜,向里倒了一盆水,很顺畅流掉了。原来,家里进了老鼠,在我出差期间,帮我把下水道挖通了。我买了水泥和管道,在老鼠的帮工下任务完成。 问题是,为什么老鼠一次就正确选对那个正对着下水道的位置?从地面的土看出是从室内开始施工(打洞)的,地震中老鼠搬家是那种功能在起作用? 第三个事情,办公搂边上有个人工池塘,里面有许多水草和野生小鱼(身长2-3-4厘米),太阳落山后傍晚时分,小鱼到水面觅食,我喜欢丢点馒头屑子逗鱼,发现,在岸上做慢动作鱼是没反应的,(人离岸边0.5米,蹲着,也没有影响到光线问题),一个快速动作会造成鱼的应急反应,(本能反应,即小鱼向前窜了一下,还不能说是逃跑,也就几个鱼身长的距离,可见水面立即形成许多密密麻麻的小圆纹),我把手放在背后,握住拳头,做了个中等强度的假击打动作—在空中划动10厘米,没击打任何东西,(没有发出任何声音,可以肯定的,衣服穿的是短袖,讲话声音余没反应)。据介绍说河翠鸟接触到水面时,水振动会引起鱼的应急反应,我看不需要接触到水面鱼就知道了。 第四个事情,前些天夜间,不知怎么一只蝙蝠进家了,可能是从多余的空调眼进的,老婆孩子都害怕,驱赶任务当然落在我头上,我就把那四分之一窗子打开,另外四分之三是固定的,用棍子驱赶之,蝙蝠在屋里盘旋,任何物体均能避开,但是,奇怪的是,驱赶中蝙蝠至少8次撞在玻璃上,花了十几分钟,才从哪扇开着的窗子飞出去。 蝙蝠为什么不能避开玻璃?真如此,都市里的蝙蝠经常会撞到玻璃,这是否是现代都市蝙蝠无法适应的原因?蝙蝠吃蚊子数量不在小数。
个人分类: 生活点滴|6598 次阅读|8 个评论

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-5-23 13:17

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部